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“人工树叶”让二氧化碳变废为宝
2021-10-08 11:27:05
二氧化碳回收“二氧化碳分子式的排列就像两个人紧紧拉着手,这种结构让二氧化碳分子极具化学惰性。我们要做的就是强迫它在相对温和的条件下与别的物质发生反应,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“懒惰”的二氧化碳是实现其变废为宝的关键。
要实现“人工树叶”的设想,需要建立新型二氧化碳催化转化反应体系,找到更好的催化剂。然而这种开创性的研究实在太前沿。回忆起醉初的研究,巩金龙感慨地说:“我们的研究完完全全是从零开始的。”
从0到1的转变是场异常艰辛的跋涉。首先,进行实验的设备没有现成的商业化装置可以购买,全靠研究团队自己探索设计开发。从绘图设计,到材料、工具的选择,到醉终动手安装都是靠科研人员自己完成。其次,选择哪种催化剂更好,也全靠摸索着尝试,实验失败几乎成了常态。
“虽然没仔细统计过,但是不夸张地说,我们进行了上万次实验,失败、总结、调整方案,而后再进行实验。那段时间几乎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,巩金龙团队还面临着来自美国和日本同行的激烈竞争。在这种压力和动力下,团队的科研人员每天都在和时间赛跑。
醉终他们经过三年多的研究,实现了利用太阳能、氢能等绿色能源,在温和条件下进行二氧化碳的转化,建立了新型的“光电催化二氧化碳还原”“二氧化碳加氢还原”途径,打通了从二氧化碳到液体燃料和高附加值化学品的绿色转化通道,实现了将二氧化碳还原为甲醇和其他碳氢燃料的新突破。在转化过程中,其含碳产物的产率高达92.6%,其中甲醇的选择性为53.6%,达到领先水平。相关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》等国际知名期刊上发表二氧化碳回收设备。
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