“人工树叶”让二氧化碳变废为宝

本文摘要：“二氧化碳分子式的排序就像两个人抱住纳著手，这种结构让二氧化碳分子极具化学惰性。我们要做到的就是强制它在比较保守的条件下与别的物质再次发生反应，把它变废为宝。”在天津大学化工学院巩金龙教授眼里，如何催化剂“懒散”的二氧化碳是构建其变废为宝的关键。

“二氧化碳分子式的排序就像两个人抱住纳著手，这种结构让二氧化碳分子极具化学惰性。我们要做到的就是强制它在比较保守的条件下与别的物质再次发生反应，把它变废为宝。”在天津大学化工学院巩金龙教授眼里，如何催化剂“懒散”的二氧化碳是构建其变废为宝的关键。在过去3年中，巩金龙团队在国家重点研发计划项目的反对下，通过深入研究二氧化碳化学催化剂转化成过程，突破了二氧化碳资源化所面对的能耗低、效率较低、产品附加值低等瓶颈问题，为其转化成利用技术的大范围推展奠下了科学基础，研究成果正处于世界领先水平。

“零排放”转化成：最好也是标准最低的路全世界每天有大量二氧化碳被废气到大气中，资源化高效利用是构建排放量的重要途径，同时也是一个世界性难题。仍然以来，我国用于的常规二氧化碳转化成技术都必须高温、高压和催化剂，提供这些条件必不可少能源的用于。在我国以煤炭居多的能源背景下，传统技术不会造成额外的二氧化碳的废气。

“无法在转化成过程中产生新的二氧化碳，否则就出了拆东墙补西墙。转化成得算总账，转化成量小于排放量才昂贵，我们的目标是零排放，让二氧化碳构建清净转化成。”巩金龙团队一开始就自由选择了一条最好的、也是标准最低的道路。

二氧化碳转化成的可玩性在于，其分子结构极为平稳，转化成必须流经很高的能量,且二氧化碳转化成的路径简单，转化成后产物众多、纯度不欠佳。因此转化成路径和催化剂的自由选择极其重要。巩金龙团队把目光探讨到太阳能。

“太阳能是自然界取之不尽用之不竭的绿色能源。”巩金龙说道，他们想起了树叶的光合作用，一片树叶通过光合作用，吸取光能，把二氧化碳和水改变为富能的有机物，同时获释氧气。但是树叶的能量转化成效率太低了，只有0.1%―1%。

“我们要做到的催化剂就看起来一片能量转化成效率是普通树叶百倍的人工树叶。”利用太阳能，人工树叶在催化剂的起到下把水和二氧化碳高效地转化成为甲醇、甲烷等含碳分子，必要就可以作为燃料再度利用。上万次实验构建“人工树叶”设想要构建“人工树叶”的设想，必须创建新型二氧化碳催化剂转化成反应体系，寻找更加高效的催化剂。

然而这种开创性的研究实在太前沿。回忆起最初的研究，巩金龙感叹地说道：“我们的研究完完全全是从零开始的。”从0到1的改变是场出现异常艰难的长途跋涉。

首先，展开实验的设备没现成的商业化装置可以出售，仅有靠研究团队自己探寻设计研发。从绘图设计，到材料、工具的自由选择，到最后动手加装都是靠科研人员自己已完成。其次，自由选择哪种催化剂更加高效，也仅有靠思索着尝试，实验告终完全出了常态。

“虽然没有细心统计资料过，但是不滑稽地说道，我们展开了上万次实验，告终、总结、调整方案，而后再行展开实验。那段时间完全每天都这样周而复始循环地工作着。”巩金龙回忆说。

在研发过程中，巩金龙团队还面对着来自美国和日本同行的白热化竞争。在这种压力和动力下，团队的科研人员每天都在和时间长跑。

最后他们经过三年多的研究，构建了利用太阳能、氢能等绿色能源，在保守条件下展开二氧化碳的高效转化成，创建了新型的“光电催化二氧化碳还原成”“二氧化碳氢化还原成”途径，切断了从二氧化碳到液体燃料和高附加值化学品的绿色转化成地下通道，构建了将二氧化碳还原成为甲醇和其他碳氢燃料的新突破。在转化成过程中，其含碳产物的产率高达92.6%，其中甲醇的选择性为53.6%，超过世界领先水平。涉及研究成果作为封面热点论文，在《德国应用化学》《能源与环境科学》等国际著名期刊上公开发表。二氧化碳矿化效率为世界最低水平在基础性研究回头在前沿的同时，巩金龙团队也致力于二氧化碳矿化转化成等实际应用于方面的研究。

巩金龙教授诙谐地说道：“我们的研究无法都这么低冻，也要接地气呀。”这个“接地气”的研究就是针对目前二氧化碳转化成过程经济性不佳的状况，通过“离子液体协同催化剂转化成”“非碱性矿矿化利用”等措施，用于更加高效的催化剂，制取出有高附加值的聚碳酸酯和钛白粉等细致化学品，为二氧化碳矿化转化成的产业化应用于奠下基础。巩金龙讲解，我国目前每年有2000万吨不含钛、铝等成分的炼钢低炉渣无法获得利用。他们的技术可以在矿化相同二氧化碳的同时，高效重复使用钛、铝等金属元素，而矿化过程中获得的高纯度钛白粉可以应用于染料制作，构建了高炉渣的资源化充分利用。

目前，这项技术的二氧化碳矿化效率超过了200公斤/吨（非碱性矿），为世界最低水平。如今，研究团队正在积极开展年处置300吨不含钛低炉渣制取高纯度钛白粉的不断扩大试验。

本文关键词：“,人工树叶,”,让,二氧化碳,变废为宝,“,kb体育官网

本文来源：kb体育官网-www.nicholsdoorandhardware.com