新型催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇

密歇根大學的研究人員開發(fā)了一種名為鈷酞菁的催化劑材料，可將二氧化碳(氣候變化的重要驅(qū)動因素)轉(zhuǎn)化為甲醇等可再生燃料。

密歇根大學研究人員研究了使用鈷酞菁作為催化劑，通過多個反應(yīng)步驟將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇，該研究發(fā)表在《ACS Catalysis》雜志上。第一步將二氧化碳 (CO2) 轉(zhuǎn)化為一氧化碳(CO)，第二步將 CO 轉(zhuǎn)化為甲醇。

這種方法提出了一種減少溫室氣體排放的可持續(xù)方法，同時提供了生產(chǎn)清潔能源的途徑。

科學家們長期以來一直試圖找到一種將CO2化學轉(zhuǎn)化為甲醇等燃料的方法。甲醇有可能以更環(huán)保的方式為車輛提供動力。

雖然CO 2轉(zhuǎn)化為甲醇已經(jīng)工業(yè)化，但通過電化學過程大規(guī)模實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化已被證明是一個重大挑戰(zhàn)。

“我們的方法是獨一無二的，因為我們能夠?qū)⒚總€領(lǐng)域關(guān)于同一問題的所有知識結(jié)合起來。我們的團隊中都有科學家和工程師，集思廣益并收集見解，以盡可能最好的方式設(shè)計和理解系統(tǒng)”，聯(lián)合主要作者凱文·里維拉-克魯茲 (Kevin Rivera-Cruz) 說道，他最近從密歇根大學獲得了化學博士學位。

酞菁鈷的作用類似于 CO2或 CO 分子的分子鉤。這些分子圍繞鈷金屬的排列(幾何形狀)至關(guān)重要，因為它決定了每個氣體分子結(jié)合的強度。他們發(fā)現(xiàn)，問題在于鈷酞菁與 CO2分子的結(jié)合比與 CO 分子的結(jié)合要強得多。因此，一旦在第一步中產(chǎn)生CO，CO就會被另一個CO2分子取代，然后才能進一步轉(zhuǎn)化為甲醇。

利用先進的計算模型，研究人員計算出鈷酞菁與 CO2 的結(jié)合強度是其與一氧化碳的結(jié)合強度的三倍以上。他們還通過測量改變 CO2和 CO量時的反應(yīng)速率的實驗證實了這一點。

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