国际能源网讯:美国伊利诺斯大学的研究团队于2011年10月21日表示,已经成功地克服了一种有前途的技术的主要障碍,这种技术可同时减少大气中二氧化碳并可生产燃料。
伊利诺斯大学化学和生物工程教授保罗Kenis和他的研究团队与一家新公司二氧化物材料(Dioxide Materials)公司合作进行此项研究,以生产可人工光合成的催化剂。
该团队的研究成果已在“科学(Science)”杂志上发布。
人工光合成是将二氧化碳气体转化成有用的碳基化学品、大数有用的燃料或其他化合物的过程,它们通常由石油来生产,该过程可作为从生物质来提取它们的替代方案。
在植物中,光合成利用太阳能将二氧化碳(CO2)和水,转化成糖类和其它烃类。生物燃料即从作物如谷物提取的糖类精制而成。
然而,在人工光合成中,电化学电池可使用来自太阳能收集器或风力涡轮机的电力,使CO2转化成简单的含碳燃料,如甲酸或甲醇,甲酸或甲醇可进一步被炼制用来制取乙醇和其他燃料。
其主要优点是不与人争粮,并且与将生物质送至炼制厂相比,其进行的电力传输要廉价得多。
然而,一个大的障碍是如何使人工光合成能予维持:制取燃料的第一步,是将二氧化碳变成一氧化碳,这是能量密集型过程。需要太多的电力才能驱动这第一反应,要用更多的能量才能生产燃料,这多于燃料中储存的能量。
伊利诺斯大学的研究团队使用一种新的方法,涉及使用一种离子液体来使反应催化,大大降低了驱动该过程所需的能量。离子液体可使反应中的中间体予以稳定,这样,完成此转化需要少得多的电力。
研究人员使用电化学电池作为流动反应器,采用气体扩散电极,分离供入的CO2气体和来自液体电解质催化剂输出的氧气。
电池设计可允许研究人员对电解液物流组成进行微调,以提高反应动力学,包括添加离子液体作为助催化剂。
据称,这使CO2还原的过电位大大降低。