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人工光合作用迈近一步，全球变暖的好消息

时间：2022-03-29 16:16:35 来源：

伊利诺伊大学化学与生物工程大学的教授Paul Kenis和他的研究小组与一家初创公司Dioxide Materials的研究人员一起发现了一种可以改善人工光合作用的催化剂。人工光合作用是将大气中的二氧化碳气体转化为游离的有用碳的过程用氧气制造碳基化学品，特别是燃料或通常衍生自石油的其他化合物。

对于全球变暖的人群来说，这是一种有前途的技术，可以同时减少大气中的二氧化碳，而对于其他所有人，二氧化碳都可以直接用于生产燃料。无论哪种方法，人类都将在一个完整的地球大气层中更加活跃。碳循环。

该小组论文已发表在《科学》杂志上。

明确定义的人工光合作用是将二氧化碳气体转化为有用的基于碳的化学物质的过程，最主要的是燃料或其他化合物。在植物中，光合作用利用太阳能将二氧化碳（CO2）和水转化为糖和其他碳氢化合物。然后，人类介入，并使用从诸如甘蔗和玉米等农作物中提取的糖来制造燃料。

在人工光合作用中，电化学电池利用太阳能收集器或风力涡轮机产生的能量将CO2转化为简单的碳燃料，例如甲酸或甲醇，然后将其进一步精制以生产乙醇和其他燃料。

该公司的首席执行官兼该论文的首席研究员，由退休的化学工程教授Richard Masel创立的Dioxide Materials解释说，主要优势在于与食品供应没有竞争。与将生物质运输到炼油厂相比，电力传输要便宜得多。涉及到的电力很多，这是一个很大的障碍，所需的技术已使人工光合作用避免进入主流。

与生物质相比，太阳能将二氧化碳转化为燃料的反应堆。

制造燃料的第一步是将二氧化碳转化为一氧化碳，会消耗过多的能量。它需要大量的电能来驱动二氧化碳的回收反应，以至于用来生产燃料的能量比储存在燃料中的能量还要多。

伊利诺伊州小组的创新发展是使用一种涉及离子液体的新颖方法来催化反应，从而大大降低了驱动该过程所需的能量。离子液体可稳定反应中的中间体，因此只需较少的电能即可完成转化。

研究人员使用电化学电池作为流动反应器，通过气体扩散电极将液态电解质催化剂中的气态CO2输入和氧气输出分离。电池设计使研究人员可以微调电解质流的组成，以改善反应动力学，包括添加离子液体作为助催化剂。

贝克曼高级科学技术学院附属的机械科学和工程学教授肯尼斯（Kenis）对结果发表评论说：“这极大地降低了二氧化碳减排的潜力。因此，必须施加低得多的电势。应用低得多的电势对应于消耗更少的能量来驱动该过程。

正如标题所说，这是不完整过程的一步。伊利诺伊州团队希望解决吞吐量问题。为了使他们的技术对商业应用有用，他们需要加快反应速度并最大程度地提高转化率。需要做更多的工作，但是这项研究使我们在减少对化石燃料的依赖，同时减少对化石燃料的依赖方面迈出了重要的一步。与有害的气候变化有关的二氧化碳排放量，凯尼斯说。

当太阳能集热器可以从空气中吸收二氧化碳并产生液态或气态燃料时，这将是一个梦想成真。该技术尚未实现商业化或可扩展，但是有一天，屋顶上的集热器可以提供能量密集型燃料在家里和汽车里不是很远。

祝贺伊利诺伊州和二氧化材料公司。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

资源：空中燃料更近一步

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