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如果在工業(yè)環(huán)境中得到驗(yàn)證并被大規(guī)模采用，那么該過程將為世界向綠色經(jīng)濟(jì)過渡提供喘息的空間。

在今天發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》雜志上的一篇論文中，來自新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的Rahman Daiyan博士和Emma Lovell博士詳細(xì)介紹了一種制造納米顆粒的方法，該納米顆?？纱龠M(jìn)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的工業(yè)成分。

開放式火焰

研究人員在由Scientia教授Rose Amal領(lǐng)導(dǎo)的顆粒與催化研究實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，通過使用稱為火焰噴霧熱解（FSP）的技術(shù)在非常高的溫度下制備氧化鋅，他們可以制造出充當(dāng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為“合成氣”的催化劑-氫氣和一氧化碳的混合物，用于制造工業(yè)產(chǎn)品。研究人員說，這種方法比當(dāng)今可用的方法更便宜，并且更能滿足重工業(yè)的需求。

Lovell博士說：“我們使用了明火，該明火在2000度下燃燒，以生成氧化鋅的納米顆粒，然后可以將其利用電將CO 2轉(zhuǎn)化為合成氣。”

“合成氣通常被認(rèn)為是樂高的化學(xué)等效物，因?yàn)闅浜鸵谎趸歼@兩個組成部分可以以不同的比例使用，以制造合成柴油，甲醇，酒精或塑料之類的東西，它們是非常重要的工業(yè)前體。

“因此，基本上我們正在做的就是將CO 2轉(zhuǎn)化為可用于制造所有這些重要工業(yè)化學(xué)品的前體。”

關(guān)閉循環(huán)

Daiyan博士說，在工業(yè)環(huán)境中，含有FSP生產(chǎn)的氧化鋅顆粒的電解槽可用于將廢CO 2轉(zhuǎn)化為有用的合成氣排列。

“ 例如，發(fā)電廠或水泥廠的廢CO 2可以通過該電解槽，在內(nèi)部，我們以電極形式存在火焰噴涂的氧化鋅材料。當(dāng)我們將廢CO 2傳入時(shí)，用電進(jìn)行處理，然后以一氧化碳和氫氣的混合氣形式從出口釋放出來。”

研究人員說，實(shí)際上，他們正在關(guān)閉產(chǎn)生有害溫室氣體的工業(yè)過程中的碳循環(huán)。而且，通過對FSP技術(shù)燃燒納米顆粒的方式進(jìn)行小幅調(diào)整，它們可以確定二氧化碳轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的合成氣構(gòu)件的最終混合物。

Daiyan博士說：“目前，您是通過使用天然氣來產(chǎn)生合成氣的，而天然氣是從化石燃料中產(chǎn)生的。” “但是我們使用的是廢二氧化碳，然后將其轉(zhuǎn)換成合成氣的比例取決于您要使用的行業(yè)。”

例如，一氧化碳和氫氣之間的一對一比率使其自身適合用作燃料的合成氣。Daiyan博士說，但一氧化碳和氫氣的比例為四份是適合于制造塑??料的。

便宜又容易

在選擇氧化鋅作為催化劑時(shí)，研究人員確保了他們的解決方案仍然是以前在該領(lǐng)域嘗試過的便宜的替代方案。

戴揚(yáng)博士說：“過去曾嘗試使用昂貴的材料，例如鈀，但這是首次在澳大利亞本地開采的非常便宜和豐富的材料成功應(yīng)用于廢二氧化碳轉(zhuǎn)化問題。”

Lovell博士補(bǔ)充說，使該方法更具吸引力的是使用FSP火焰系統(tǒng)來創(chuàng)建和控制這些有價(jià)值的材料。

她說：“這意味著它可以在工業(yè)上使用，可以縮放比例，制造材料的速度非常快且非常有效。”

“我們不必?fù)?dān)心使用真正昂貴的金屬和前體的復(fù)雜合成技術(shù)-我們可以燃燒它，并在10分鐘內(nèi)準(zhǔn)備好將這些顆粒準(zhǔn)備就緒。通過控制我們?nèi)绾稳紵?，我們可以控制這些比率所需的合成氣構(gòu)件。”

擴(kuò)大

雖然二人組已經(jīng)建造了一個電解槽，該電解槽已通過包含污染物的CO 2廢氣進(jìn)行了測試，但將技術(shù)擴(kuò)展到可以轉(zhuǎn)化發(fā)電廠排放的所有廢氣二氧化碳的地步仍然遙遙無期。

“我們的想法是，我們可以采用CO 2的點(diǎn)源，例如燃煤發(fā)電廠，天然氣發(fā)電廠，甚至是天然氣礦，您可以釋放大量的純CO 2，我們可以從根本上進(jìn)行改造這些設(shè)備后端的技術(shù)。然后，您可以捕獲產(chǎn)生的CO 2并將其轉(zhuǎn)化為對工業(yè)具有巨大價(jià)值的東西，” Lovell博士說。

該小組的下一個項(xiàng)目將是在煙氣環(huán)境中測試其納米材料，以確保它們能夠耐受惡劣條件和工業(yè)廢氣中發(fā)現(xiàn)的其他化學(xué)物質(zhì)。