二氧化碳变燃料,新中两国华人科学家联合取得突破性进展

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WANG Ziyun and MAO Yu
奥克兰大学化学科学系高级讲师王子运博士(左)和博士后研究员毛羽博士。 Photo: RNZ / Yiting Lin

近日,奥克兰大学化学科学系的华人科学家联合中国华中科技大学,在变废为宝、把让世界各地愁眉不展的二氧化碳转变为燃料方面取得了重大突破。

世界气象组织(World Meteorological Organisation)的报道表示,作为大气中最重要的温室气体,二氧化碳的浓度近年来持续上升,减少化石燃料消耗成为当务之急。

而现在,新中两国科学家通过电化学手段,将二氧化碳转化为甲酸–一种无色、有刺激性气味的液体,有作为运输燃料、储存电能以及减少石化工业二氧化碳排放的潜力。

CO2 converting system
奥克兰大学实验室二氧化碳转换的部分设备。 Photo: RNZ / Yiting Lin

领导该课题的高级讲师王子运博士介绍说,将二氧化碳转化为有价值的产品的理念由来已久,但转换过程的稳定性一直是个难题,而这个新中团队联合研发的设备可以连续运作5000小时以上,具有工业化应用的前景。

这一成果,还在1月底登上了权威科学杂志【自然】(Nature)。

“现在汽车最大的问题是石油不能再生,如果我们能让燃料可再生,是不是可以解决所有问题?汽车还是汽车,加油站还是加油站,但是燃料可再生,”王子运说。

“基于这个思路,我们把燃料燃成二氧化碳,再把二氧化碳转化为燃料,就可以解决问题。与其把所有车变成电池车,10年之后还要面对废旧电池的问题,不如我们尝试把二氧化碳重新转换。”

WANG Ziyun and MAO Yun working
毛羽(前)和王子运在奥克兰大学的实验室。 Photo: RNZ / Yiting Lin

他说,此举对新西兰的意义尤其重大,因为新西兰离很多化学品的供应地都很远,比如出产石油的中东,所以受供应链的影响非常大。同时,与其他国家一样,新西兰也拥有二氧化碳。

“现在我们觉得二氧化碳是一个威胁,是气候变化的一个威胁,为什么它不可能是一个财富呢,”王子运说。

此外,科学家们还在这个过程中对废旧的铅酸电池进行了利用。他们从中提取铅,然后将其转化为催化剂,用以帮助二氧化碳向甲酸的转换。

“电池处理一直是一个大问题……我们目前还没有看到事情的严重性,但是当(电动汽车的)电池回收成为一个巨大的问题时,我们应该做些什么?最好的方式就是变废为宝,” 王子运说。

他说,目前的实验是用纯净的二氧化碳进行的,但是可以探索未来是否能够直接从空气或者烟道系统中捕捉二氧化碳,然后通过他们的电能设备,对其化学性质进行转变,从而产生甲酸,甚至其他燃料。

Auckland University, senior lecturer, WANG Ziyun.
王子运说,他希望更多年轻人和科学家能投身研究和转化二氧化碳的领域。 Photo: RNZ / Yiting Lin

“哪一天真的这个事情能够实现的话……需要开车的时候,这个二氧化碳可以在家里捕集,变成燃料,充到车里,”王子运说。

此项研究的参与者之一、博士后研究员毛羽博士说,目前团队还在进一步尝试将二氧化碳转化为其他燃料,比如乙烯或乙醇。

“现在计算机模拟越来越发达,我们在尝试用计算机模拟或者机器学习的技术,在做实验之前,我们就能够设计出一些可能性能很高的催化剂……这样我们可以节省大量时间,” 毛羽说。

王子运说,目前实验室已经与新西兰本地的公司进行合作,希望继续开发二氧化碳利用的方法。

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王子运在”进样”,即把实验产物注入色谱仪,通过色谱来分析产物成份。 Photo: RNZ / Yiting Lin

对于研究成果发表在【自然】杂志上,王子运说这对于参与了这个项目的新中两国的导师和学生来说都是一个很好的结果,他希望能吸引更多人更好地理解二氧化碳并将其转化为有用的东西。

“二氧化碳的问题能受到社会的广泛认识和报道,可能会吸引年轻人和学生投身于这个领域,”他说。

“其实二氧化碳不是一个那么难解决的问题,大家非要通过立法的方式来解决,要增碳税、讨论每个国家的碳排放,为什么二氧化碳非得是一个问题,而不是机会呢?我们想要做的其实就是这样一个事情。”

 

* 本文首发于RNZ中文,作者:Liu Chen,根据授权转载。

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