如果大氣中的CO 2含量不再增加，則必須將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。但是，由于CO 2是非常穩(wěn)定的分子，因此只能借助特殊的催化劑才能完成。迄今為止，這類催化劑的主要問題是缺乏穩(wěn)定性：經(jīng)過一段時間后，許多材料失去了催化性能。

在維也納工業(yè)大學(xué)，正在研究一類特殊的礦物-鈣鈦礦，迄今為止，鈣鈦礦已被用作太陽能電池，陽極材料或電子組件，而不是其催化性能?，F(xiàn)在，維也納工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)成功地生產(chǎn)出一種特殊的鈣鈦礦，這種鈣鈦礦非常適合用作將CO 2轉(zhuǎn)化為其他有用物質(zhì)(例如合成燃料)的催化劑。新型鈣鈦礦催化劑非常穩(wěn)定，而且價格相對便宜，因此適合工業(yè)使用。

如何關(guān)閉碳循環(huán)

“我們對所謂的反向水煤氣變換反應(yīng)很感興趣，”維也納工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)研究所的克里斯托夫·拉米尚教授說。“在此過程中，二氧化碳和氫氣被轉(zhuǎn)化為水和一氧化碳。然后您可以進(jìn)一步處理一氧化碳，例如，轉(zhuǎn)化為甲醇，其他化學(xué)基礎(chǔ)材料，甚至轉(zhuǎn)化為燃料。”

該反應(yīng)不是新反應(yīng)，但實(shí)際上并沒有在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行以用于CO 2的利用。它發(fā)生在高溫下，這導(dǎo)致催化劑迅速分解的事實(shí)。當(dāng)涉及到昂貴的材料(例如包含稀有金屬的材料)時，這是一個特別的問題。

Christoph Rameshan和他的團(tuán)隊(duì)研究了如何專門針對這種反應(yīng)從鈣鈦礦中定制一種材料，他取得了成功：“我們嘗試了幾件事，最后想出了一種由鈷，鐵，鈣和釹制成的鈣鈦礦。具有出色的性能。” Rameshan說。

原子在晶體中遷移

由于鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)，它允許某些原子遷移通過它。例如，在催化過程中，來自材料內(nèi)部的鈷原子行進(jìn)經(jīng)過表面并在其中形成微小的納米顆粒，然后這些納米顆粒特別具有化學(xué)活性。同時，形成了所謂的氧空位，即晶體中實(shí)際上應(yīng)存在氧原子的位置。正是在這些空置位置的CO 2分子可以?？刻貏e好，為了隨后離解成氧和碳一氧化碳。

“我們能夠證明我們的鈣鈦礦比其他催化劑要穩(wěn)定得多，”克里斯托夫·拉米珊(Christoph Rameshan)說。“它還具有可以再生的優(yōu)點(diǎn)：如果一定時間后其催化活性減弱，您可以簡單地借助氧氣將其恢復(fù)到原始狀態(tài)并繼續(xù)使用。”

初步評估表明，該催化劑在經(jīng)濟(jì)上也很有前途。Rameshan說：“它比其他催化劑貴，但只有三分之一，而且更耐用。” “我們現(xiàn)在想用其他東西代替釹，這可以進(jìn)一步降低成本。”

內(nèi)置燃料生產(chǎn)的工業(yè)廠房

從理論上講，您可以使用此類技術(shù)將CO 2從大氣中排出，但要這樣做，您首先必須濃縮二氧化碳，這需要大量的能量。因此，首先在大量生產(chǎn)的CO 2中(例如在工廠中)將CO 2轉(zhuǎn)化為更有效的方法。“您可以簡單地在現(xiàn)有工廠中增加一個額外的反應(yīng)器，這些工廠目前排放大量的CO 2，其中CO 2 首先將其轉(zhuǎn)化為一氧化碳，然后進(jìn)一步處理。”這樣的工廠不破壞氣候，反而會帶來額外的好處。

標(biāo)簽： 二氧化碳排放