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真的要上天?新材料將二氧化碳變成清潔燃料
昨天 14:04 威鋒網
近日,科學家開發出了一種由鈷製成的新型材料,可以將二氧化碳氣體轉化為甲酸鹽,這是一種可以燃燒的、不會產生有毒副產物的燃料,還可以作為一種清潔能源使用。據了解,這種材料是由來自中國的研究人員所開發出來的,它可以用來處理人類每年由於使用化學燃料而被釋放到大氣中的 36 億噸二氧化碳氣體。
幾十年來,科學家們一直在尋找能夠將二氧化碳轉化為有用的東西的高效節能的辦法。研究人員經過測試之後表示,這種新材料是我們迄今為止見過的可能實現這一目的的最有前景的選擇之一。
來自加州理工大學的化學工程師 Karthish Manthiram 並沒有參與這項研究,他告訴《大眾機械》:“這是一次重大的科學突破。雖然它在進入商業化使用之前還需要一段非常長的時間,但是目前這個階段的發展不管從哪個角度看都是積極樂觀的。”
這種材料組後 4 個原子那麽厚,由純鈷金屬和鈷氧化物混合的超薄層組成。當它經過電解還原過程之後,小電流通過這種材料改變二氧化碳的分子結構,一次產生清潔燃料。
當電流被施加到這種鈷納米材料上的時候,會讓材料內部的分子跟通過它的二氧化碳(CO?)分子進行相互作用,這將導致氫原子附著在二氧化碳的碳原子上,促使一個額外的電子進入其中一個氧原子中。於是二氧化碳就變成了CHOO-,即甲酸鹽。
實驗室經過測試證實,這種材料可以維持 10毫安/平方厘米的穩定電流密度超過 40 個小時,其過電壓僅為 0.24 伏。或許我們並不清楚這個過電壓代表著什麽,但是對於科學家來說,實現這個數字並不是一件容易的事。在電解還原二氧化碳的時候,過電壓越低越好,這也是此前的實驗沒能成功的原因所在。
Karthish Manthiram 表示,他自己也在進行電解還原二氧化碳的研究,他告訴《大眾機械》,這種新材料不僅可以維持非常低的過電壓,實現甲酸鹽的高生產率,還能夠保證足夠穩定。他說:“能夠滿足這三種條件的材料是非常罕見的,它我們到目前為止見過的最好的材料。”
來自中國合肥國家物理科學實驗室的研究小組在《自然》雜誌上描述了這種特殊的材料。他們的下一步將會演示如何將這種材料進行商業化。這樣一來,我們就可以將在大氣中漂浮的、給我們造成麻煩的二氧化碳變成清潔燃料了。