Stanford University
CO2 emissions

如果我们可以将大气二氧化碳转化为燃料,该怎么办?

研究人员可能已经发现了一种使这种可能的化学反应。

由安德鲁迈尔斯,斯坦福工程
时钟-申博体育_申博开户2019年11月19日

想象一下,从汽车排气管和其他来源抓取二氧化碳,并将这个主要的温室气体变成天然气或丙烷等燃料:可持续发展梦想成真。

最近的几项研究表明,在这种转换方面取得了一些成功,但申博体育开户工程师的新方法比使用类似过程的现有方法产生四倍的乙烷,丙烷和丁烷。虽然不是气候治疗 - 所有这些,但提前可能会显着降低对全球变暖的近期影响。

“人们可以想象一种产生来自二氧化碳燃料的碳中性循环,然后燃烧它,产生新的二氧化碳,然后恢复燃料,”说 Matteo Cargnello.是,斯坦福斯坦福助理助理教授,斯坦福队领导了研究, 发表 在 angewandte chemie。

虽然该过程仍然只是一个基于实验室的原型,但研究人员预计它可以扩展到足以产生可用量的燃料。然而,在普通消费者之前,普通消费者将能够根据这些技术购买产品。下一步包括试图减少这些反应的有害副产品,例如毒性污染物一氧化碳。该集团还开发了制造其他有益产品的方式,而不仅仅是燃料。其中一种产品是烯烃,可用于许多工业应用,是塑料的主要成分。

两个步骤

以前的努力转换有限公司2 燃料涉及两步过程。第一步减少了CO2 对于一氧化碳,然后第二种将CO与氢结合起来制备烃燃料。这些燃料中最简单的是甲烷,但可以生产的其他燃料包括乙烷,丙烷和丁烷。乙烷是天然气的亲密关系,可以在工业上使用乙烯,塑料前体。丙烷通常用于热处理房屋和动力燃气烤架。丁烷是打火机和营地炉中的普通燃料。

Cargnello认为在单一反应中完成两个步骤将更有效,并且设定了创建新的催化剂,这些催化剂可以同时剥离CO的氧分子2 并将其与氢结合起来。 (催化剂诱导化学反应而不被用在反应本身中。)通过将钌和氧化铁纳米颗粒组合成催化剂,该团队成功。

“这种钌的熔渣坐落在核心,封装在铁的外套,”Cargnello的实验室博士候选人和本文的领先作者博士候选人说。 “该结构激活来自CO的烃地层2。它改善了过程开始完成。“

该团队未列出创建此核心壳结构,但通过与西蒙裸露,尊贵的员工科学家和其他斯特克斯国家加速器实验室的其他人进行了合作发现了它。 SLAC的复杂X射线特征技术帮助研究人员可视化和检查其新催化剂的结构。如果没有这种合作,Cargnello表示他们没有发现最佳结构。

“这是我们开始直接在核心外壳配置中工程的时候。然后我们表明,一旦我们这样做,碳氢化合物产量会巨大地改善,“Cargnello说。 “这是一个关于沿着反应的结构是有关的。”

Cargnello认为这两种催化剂在标签上的时尚行动,以改善合成。他怀疑钌使氢化学准备与来自CO的碳结合2。然后将氢溅到铁壳上,使二氧化碳更加反应。

当该组在实验室中测试其催化剂时,他们发现燃料,丙烷,丙烷和丁烷等燃料的产率远高于其先前的催化剂。然而,该组仍面临着一些挑战。他们想减少贵金属如钌的使用,并优化催化剂,使其可以选择性地制造特定的燃料。

Matteo Cargnello.,化学工程助理教授,由材料科学和工程提供礼貌。

其他斯坦福贡献者包括博士候选人Emmett Goodman和Liheng Wu的博士博士。 SLAC国家加速器实验室的贡献者包括研究助理 亚当霍夫曼 和博士后学者Alexey Boubnov。其他共同作者来自Thermo Fisher Scientific。

这项研究得到了Precourt能源研究所,斯坦福工程学院,Terman教师奖学金,斯坦福毕业生奖学金,边缘奖学金和国家科学基金会。

媒体联系人

Matteo Cargnello.

化学工程系

mcargn@stanford.edu,650-724-6422

 

图标-申博体育_申博开户在网站上使用的图标列表邮件-申博体育_申博开户linked在.-申博体育_申博开户双红萝卜左边-申博体育_申博开户箭头左边-申博体育_申博开户双胡萝卜-申博体育_申博开户播放器-申博体育_申博开户Instagram.-申博体育_申博开户关-申博体育_申博开户胡萝卜-申博体育_申博开户引用-申博体育_申博开户Facebook.-申博体育_申博开户推特-申博体育_申博开户加-申博体育_申博开户减去-申博体育_申博开户搜索-申博体育_申博开户菜单-申博体育_申博开户箭头-申博体育_申博开户云-申博体育_申博开户时钟-申博体育_申博开户