工程师找到了一种巧妙的方法将废二氧化碳转化为有用的材料

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悉尼新南威尔士大学的化学工程师已经开发出新技术,可以将有害的二氧化碳排放物转化为化学基石,从而生产有用的工业产品,例如燃料和塑料。

如果在工业环境中得到验证并被大规模采用,那么该过程将为世界向绿色经济过渡提供喘息的空间。

在今天发表在《先进能源材料》杂志上的一篇论文中,来自新南威尔士大学化学工程学院的Rahman Daiyan博士和Emma Lovell博士详细介绍了一种制造纳米颗粒的方法,该纳米颗??纱俳隙趸甲杏玫墓ひ党煞?。

开放式火焰

研究人员在由Scientia教授Rose Amal领导的颗粒与催化研究实验室中进行了研究,结果表明,通过使用称为火焰喷雾热解(FSP)的技术在非常高的温度下制备氧化锌,他们可以制造出充当将二氧化碳转化为“合成气”的催化剂-氢气和一氧化碳的混合物,用于制造工业产品。研究人员说,这种方法比当今可用的方法更便宜,并且可扩展到重工业的要求。

Lovell博士说:“我们使用了明火,该明火在2000度下燃烧,以生成氧化锌的纳米粒子,然后可以将其利用电将CO 2转化为合成气。”

“合成气通常被认为是乐高的化学等同物,因为氢和一氧化碳这两个组成部分可以以不同的比例使用,以制造合成柴油,甲醇,酒精或塑料之类的东西,它们是非常重要的工业前体。

“因此,实质上,我们正在做的就是将CO 2转化为可用于制造所有这些重要工业化学品的前体。”

关闭循环

Daiyan博士说,在工业环境中,含有FSP生产的氧化锌颗粒的电解槽可用于将废CO 2转化为有用的合成气排列。

“ 例如,发电厂或水泥厂的废CO 2可以通过该电解槽,并且在内部,我们以电极形式燃烧有火焰喷涂的氧化锌材料。当我们通过废CO 2时,是用电进行处理,然后以一氧化碳和氢气的混合气形式从出口释放出来。”

研究人员说,实际上,他们正在关闭产生有害温室气体的工业过程中的碳循环。而且,通过对FSP技术燃烧纳米颗粒的方式进行小幅调整,它们可以确定二氧化碳转化产生的合成气构件的最终混合物。

Daiyan博士说:“目前,您是通过使用天然气来生产合成气的,而天然气是从化石燃料中产生的。” “但是我们正在使用废二氧化碳,然后将其转换成合成气的比例取决于您要使用的二氧化碳行业。”

例如,一氧化碳和氢气之间的一对一比例使其自身适合用作燃料的合成气。Daiyan博士说,但是一氧化碳和氢气的比例为四份是适合于制造塑??料的。

便宜又容易

在选择氧化锌作为催化剂时,研究人员确保了他们的解决方案仍然是以前在该领域尝试过的便宜的替代方案。

Daiyan博士说:“过去曾尝试使用昂贵的材料,例如钯,但这是首次在澳大利亚本地开采的非常便宜和丰富的材料已成功应用于废二氧化碳转化问题。”

Lovell博士补充说,使该方法更具吸引力的是使用FSP火焰系统来创建和控制这些有价值的材料。

她说:“这意味着它可以在工业上使用,可以按比例缩放,制造材料的速度非??烨曳浅S行?。”

“我们无需担心使用真正昂贵的金属和前体的复杂合成技术-我们可以燃烧它,并在10分钟内准备好将这些颗粒准备就绪。通过控制燃烧方式,我们可以控制这些比率所需的合成气构件。”

扩大

虽然二人组已经建造了一个电解槽,该电解槽已通过包含污染物的CO 2废气进行了测试,但将技术扩展到可以转化发电厂产生的所有废气二氧化碳的地步仍然遥遥无期。

“我们的想法是,我们可以采用CO 2的点源,例如燃煤发电厂,天然气发电厂甚至是天然气矿,您可以释放大量的纯CO 2,我们可以从根本上进行改造这些设备后端的技术。然后,您可以捕获产生的CO 2并将其转化为对工业具有巨大价值的东西,” Lovell博士说。

该小组的下一个项目将是在烟气环境中测试其纳米材料,以确保它们能够耐受恶劣条件和工业废气中发现的其他化学物质。


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