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不只是碳捕捉和封存,加拿大團隊要利用二氧化碳來生產塑膠  

2018-01-22 20:16:31|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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不只是碳捕捉和封存,加拿大團隊要利用二氧化碳來生產塑膠 - 華安 - ceo.lin的博客
       試著想像一下,如果我們不只是能捕捉二氧化碳並封存,而是能將它轉換成有用的東西,例如塑膠,這將會產生什麼影響?

做為臭名昭彰的溫室氣體,如果能找到方式再利用二氧化碳,產生的影響可能是戲劇性的,而從多倫多大學 Ted Sargent 團隊近日發表的研究來看,這種期望似乎又更加接近現實一些。

Phys.org 報導,這個加拿大團隊運用加拿大光源(Canadian Light Source)單位的設備與開發的獨有技術,已經精確地找到最有效將將二氧化碳(CO2)轉化為乙烯(ethylene)的條件。

而乙烯便能再被用來製造聚乙烯(polyethylene),也就是全球年產量約 8,000 萬噸、現今最普遍使用的塑膠成分。

首席研究員 Phil De Luna 表示,由於這項實驗幾乎不可能曾在世界任何地方進行過,因此團隊對於這項研究的結果感到非常興奮。

據了解,這項研究的核心工作便是二氧化碳還原反應的過程,在催化劑的輔助下,透過電流和化學反應將 CO2 轉化為其他化學物質。在這種反應中,許多金屬都可以做為催化劑,像是金、銀和鋅(zinc)便能夠生成一氧化碳,而錫(tin)和鈀(paladium)可以生成甲酸,銅則是能產生乙烯。

De Luna 指出,銅是一種非常神奇的金屬,因為它可以用來製造許多不同的化學物質,像是甲烷、乙烯或是乙醇,雖然要控制其製造是困難的,但銅正是團隊想要的東西。

▲ Phil De Luna (左)負責設計、合成並測試催化劑,進行電腦模擬運算;Rafael Quintero-Bermudez(右)則負責材料表徵與數據分析。

透過催化劑的設計,團隊能夠最大程度的提高乙烯生產量,同時將甲烷產量降至最低。運用 CLS 高級科學家 Tom Regier 開發的獨特設備,研究人員能即時研究整個二氧化碳還原反應過程中,銅催化劑的型態、形狀以及化學環境。

研究的另一作者 Rafael Quintero-Bermudez 表示,類似這樣的實時研究是前所未見的。「這種獨特的測量方式,讓團隊能夠探索許多與過程相關的研究問題,並能夠討論該如何改進整個過程。」

透過研究中確認乙烯生產最大化的精確條件,團隊便能調整催化劑來達成目的,而在經過許多失敗的嘗試後,團隊最終還是達成了他們要的關鍵成果。

團隊認為,若是與碳捕獲技術互相配合,雖然有些難以想像,但日常使用的塑膠生產過程將能轉為綠化,同時也能減少有害溫室氣體二氧化碳的存在情況。

這項研究已公布在《自然》系列旗下最新冠名期刊《自然─催化》(Nature Catalysis)

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