二氧化碳+水=液态烃燃料+氧气
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图片说明:只需一步反应,二氧化碳和水就能直接转化为有用的液态烃燃料。与电动车或气态氢动力车所用技术相比,这种新型可再生燃料技术颇有优势。 图片来源:twwtn.com


近日,由美国德州大学阿灵顿分校(University of Texas at Arlington,UTA)化学家和工程师组成的研究团队证实,集中光、热和高压,只需一步反应,二氧化碳和水就能直接转化为有用的液态烃燃料。这种简单、廉价的新型可再生燃料技术有望通过利用大气中的二氧化碳制造燃料,从而限制全球变暖,同时在反应过程中释放出氧气作为副产品,对大气环境有着积极影响。

该研究团队在Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)上发表项目论文称,在光热化学流体反应器中,当温度达180℃到200℃,气压达到6个标准大气压(指标准大气条件下海平面的气压,1标准大气压=101.325kPa)条件时,二氧化碳和水就可以一步转化为液态烃燃料和氧气。项目主要研究人员、UTA机械和航空工程教授Brian Dennis表示,研究团队首次利用光照和热量,在单级反应器中将二氧化碳和水合成了液烃燃料,集中光驱使光热反应产生高能中间物和热量,引发了热化学碳链形成反应,因而在一步过程中产生了烃类产品。

项目的另一位主要研究人员Frederick MacDonnell表示,与电动车或气态氢动力车所用技术相比,这种新型可再生燃料技术还有一个重要优势,就是反应过程中产生的许多烃类产品(即碳氢化合物)正是汽车、卡车和飞机上所用的燃料,所以目前的燃料分配系统无需改变。

此外,研究团队设想使用抛物镜将太阳光集中于催化剂床层上,以此为后续反应提供热量和光激发。多余的热还可以用来带动相关太阳能燃料设施的运行,如产物分离和水的净化等。

研究团队指出,实验中所用的混合光、热化学催化剂以二氧化钛为基础,但并非所有的可见光谱都能被二氧化钛吸收。接下来,研究团队将研发出一种能更好吸收太阳光谱的光催化剂,以便更加有效地利用整个入射光谱,实现制成更多可再生太阳能液态烃燃料的终极目标。(科学之家,译审/编辑:YWY)
文章来源: http://phys.org/news/2016-02-proven-one-step-co2-liquid-hydrocarbon.html
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1. Solar photothermochemical alkane reverse combustion | Wilaiwan Chanmanee, Mohammad Fakrul Islam, Brian H. Dennis, and Frederick M. MacDonnell | doi: 10.1073/pnas.1516945113 |
http://www.pnas.org/content/early/2016/02/17/1516945113

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