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新型液态金属催化剂,室温下将二氧化碳转为固态煤

2024-12-23 230

目前,碳捕集与封存技术集中在将二氧化碳压缩成液体,然后再运送到合适场址注入地下封存。现在有一种新方法,利用液态金属直接将二氧化碳转化为固态煤,为消除大气温室气体提供另一条技术途径。

近半世纪以来全球暖化加剧,多数科学家都相信肇因于人为活动,但我们不能翻转时间回到工业化时代前,只能想方设法转型能源、减少碳排,并将工业活动衍生出的大量二氧化碳自大气中重新提取出来、埋入地下,才有机会遏止地球气候继续恶化。

我们已看过不少碳捕捉与封存(Carbon capture and storage,CCS)技术,碳捕捉比如利用金属有机框架、气泡膜、咖啡渣等制成的材料吸收二氧化碳,或是开发充当油漆的新型凝胶,可以自行吸收二氧化碳修补脱落龟裂的地方;捕捉之后的碳封存技术,则有将碳重新制造成混凝土、燃料甚至可口可乐饮料等,或是直接将二氧化碳压缩成液态,注入地下深处与水结合,在与玄武岩相互作用后约 2 年就可凝固成碳酸盐矿物。

不过麻省理工学院之前研究发现,将二氧化碳压缩成液态再转成矿物的成效似乎不如预期,因为二氧化碳矿物实际上只有表层变硬,下层依然是液态或气态,未来若采矿不小心挖破,二氧化碳就又全部泄漏回空中了。因此,另一派研究专注于先将二氧化碳转为固体再埋入地下,然而,过去二氧化碳只能在极高温环境下被转化为固态,是一大技术门槛。

而澳洲墨尔本皇家理工大学(RMIT)领导的团队,现在能利用液态金属催化剂在室温下将二氧化碳转为固体,有效减少空气中二氧化碳。

团队首先制造出在室温下为液态且能导电的镓铟锡合金,接着掺入金属铈,此时一些铈与周围空气中的氧气反应,在液态金属表面形成氧化铈超薄层;再来研究人员将二氧化碳溶解在装有电解液和少量液态金属的烧杯中,通电之后,二氧化碳会持续在催化剂表面转化成固态碳片,然后剥离,不会堵塞液态金属催化剂。

这些固态碳能回收应用于电池电极、飞机机翼等各种材料中,接下来就要从经济角度来看该技术的商业化效果如何了。新论文发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊。

  • dioxide into coal at room temperature
  • New way to turn carbon dioxide into coal could ‘rewind the emissions clock’
  • Scientists use liquid metals to turn carbon dioxide gas back into coal

(首图来源:pixabay)

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2019-03-05 17:18:00

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