厲害了，二氧化碳還可以用來開車？

發布時間:2017-05-13  瀏覽次數:1846

2017-05-13 中國云試劑

     眾所周知，二氧化碳是全球溫室效應的罪魁禍首，全球每年二氧化碳的排放量達到364億噸。而汽油則是石油產物，主要為內燃機提供能量。前者是后者使用后排放的產物，全球每年汽車碳排放量占排放總量24%左右。

     目前空氣中的二氧化碳主要通過植物的光合作用處理轉化，但隨著城市化的推進以及森林資源的過度開發，地球植被急劇減少，加劇了溫室效應。所以，二氧化碳的轉化處理是科學家一直探索和研究的問題。

     據《光明日報》報道，中科院大連化學物理研究所首次實現了二氧化碳直接加氫制取高辛烷值汽油，該研究成果已發表于英國學術刊物《自然通訊》雜志上，被譽為“CO₂催化轉化領域的突破性進展”。

    厲害了，Word China！最近從國產航母“皮皮蝦號”下水，國產大飛機C919和天舟一號上天成功，“中國造”光量子計算機問世。如今在環境與能源領域又獲得突破性的進展，這讓憤青的喬科化學老王硬是激動得熱淚涕零??！

      言歸正傳，喬科化學老王懷著科學嚴謹的態度跟大家一起探討一下這項屌得很的科學是否擁有可行性？

      首先，二氧化碳要怎么才能變成汽油呢？

      該報道指出，中科院大連化學物理研究所的研究團隊通過設計一種新型催化劑活化二氧化碳的內部分子結構，使之與氫氣發生還原反應，從而生成長鏈的液態烴燃料，也就是高辛烷值汽油。具體反應式如下：

      與傳統催化劑不同，該催化劑包含三種相互兼容、相互補充的活性位（Fe₃O₄、Fe₅C₂和酸性位）。CO₂分子借助于精心構造的三組分活性位實現了“三步跳”的串聯轉化。CO₂首先在Fe₃O₄ 活性位上經逆水氣變換反應還原為CO；生成的CO在Fe₅C₂活性位上進行費托合成反應，轉化為α-烯烴；隨后，該烯烴中間物遷移到分子篩上的酸性位上，進行齊聚、異構化和芳構化等反應，選擇性生成汽油餾分烴。

     喬科化學老王萌萌地覺得這項技術主要是能源儲存領域的突破，受到能量密度和功率密度兩方面的制約，現今的工業級別的能源存儲基本只能靠化石能源，而能源是國家機器運行的命脈。從這點來看，這項技術的突破意義重大。

    雖然技術前景美好，現實中還是有很多問題需要解決的，比如說二氧化碳的收集。大氣中二氧化碳的濃度只有0.03%，也就是說每立方空氣只能收集到一只杯子那么多的二氧化碳。另外，在收集的過程中也需要消耗一定的能量。所以，如何多快好省地收集到足夠量的二氧化碳是一個問題。

      其次，在二氧化碳還原過程中所需要反應物氫的制備問題。目前，工業化大規模制備氫的方式有化石燃料制氫、光解氫、電解氫氣等方法。除了化石燃料制氫之外，其他兩種方法成本高、效率低，無法進行大規模制備?，F階段僅提供合成氨所用到的氫氣量就占了世界能源年消耗量的1%，年二氧化碳排放量的3%。所以大規模制氫始終還是免不了排放二氧化碳以及消耗能源，這種為了減少而增加的做法在喬科化學老王看來多少有些郁悶。