催化劑將溫室氣體循環(huán)轉(zhuǎn)化為氫氣、燃料和其他化學(xué)物質(zhì)

科學(xué)家于2020年2月17日宣布，已經(jīng)開發(fā)出一種新的催化劑，可以將溫室氣體轉(zhuǎn)化為氫氣、燃料和其他化學(xué)物質(zhì)。

研究人員和政策制定者仍然對(duì)不排放二氧化碳的氫燃料能夠取代傳統(tǒng)燃料抱有希望。

工程師們已經(jīng)創(chuàng)造了多種方法將二氧化碳和其他氣體轉(zhuǎn)化為氫氣，但許多方法需要相對(duì)稀有和昂貴的元素。

其他催化劑會(huì)引發(fā)短暫的化學(xué)反應(yīng)，限制了它們的潛力。

這種催化劑由來自土耳其、沙特阿拉伯和韓國(guó)的一組研究人員開發(fā)，使用壽命更長(zhǎng)，也更經(jīng)濟(jì)。

主要研究者韓國(guó)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所化學(xué)和生物分子工程學(xué)副教授Cafer T YAVUZ在一個(gè)新聞發(fā)布會(huì)上說：“我們著手開發(fā)一種有效的催化劑,可以轉(zhuǎn)換大量的溫室氣體二氧化碳和甲烷，沒有失敗?！?/p>

該催化劑由鎳、鎂、鉬組成，它們儲(chǔ)量豐富，價(jià)格相對(duì)低廉。

這種催化劑可以使用一個(gè)多月，它能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，將二氧化碳和甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣。

以前，當(dāng)研究人員使用鎳來催化反應(yīng)時(shí)，碳的副產(chǎn)品會(huì)積累并與催化劑表面的納米顆粒結(jié)合，從而改變反應(yīng)過程。

YAVUZ說:“困難在于對(duì)大量催化劑表面的活性位點(diǎn)缺乏控制，因?yàn)槿魏翁峒冞^程都試圖改變催化劑本身的性質(zhì)。”

對(duì)于這種新型催化劑，科學(xué)家們將鎳鉬納米顆粒與單晶氧化鎂配對(duì)，兩種材料都密封在還原環(huán)境中，這種還原環(huán)境沒有氧氣和其他氧化氣體。

當(dāng)被活性氣體加熱時(shí)，納米顆粒在晶體表面移動(dòng)，尋找干凈的錨點(diǎn)。

催化劑在高溫下產(chǎn)生高能量活性位點(diǎn)，鎖定納米顆粒。

這個(gè)過程阻止了鎳基催化劑獲得積炭。

研究者宋永東說，他是韓國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院化學(xué)與生物分子工程系的一名研究生，“我們花了將近一年的時(shí)間才了解其潛在的機(jī)制?！薄耙坏┪覀?cè)敿?xì)研究了所有的化學(xué)事件，我們就震驚了?！?/p>

由于納米顆粒不斷地附著在單晶氧化鎂的邊緣，因此在其表面不會(huì)出現(xiàn)破壞反應(yīng)過程的斷裂或變形。

因此，化學(xué)反應(yīng)是精確和可預(yù)測(cè)的。

科學(xué)家們將這種新方法稱為“單晶邊緣的納米催化劑”。

科學(xué)家們?cè)诎l(fā)表于《科學(xué)》(Science)雜志上的論文中寫道:“這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)為許多具有挑戰(zhàn)性的反應(yīng)帶來穩(wěn)定的催化劑設(shè)計(jì)?！?/p>