环保的二氧化碳转化工艺可能会改变现有方法

据科学家和工程师称，已经开发出一种新的，环保的单步工艺，利用等离子体将二氧化碳转化为高级烃。将二氧化碳转化为可用的液体燃料和诸如塑料之类的增值化学品不仅为减少二氧化碳排放提供了可能的解决方案，而且还减轻了对化石燃料的依赖。但是，通过催化作用(化学反应的加速)进行的二氧化碳转化通常需要多个步骤以及高温(大约华氏400-750度)和高压(每平方英寸150到600磅)的条件，创造能量。寻找一种在温和条件下转化废二氧化碳的更好方法仍然是催化方面的主要挑战。

来自宾夕法尼亚州立大学，中文大学和四川大学的研究人员可能已经找到了解决方案。该团队开发了一种一步式，等离子体激活的催化工艺，可以将二氧化碳转化为高级烃。与传统方法不同，这种氢化方法是使用介电势垒放电填充床等离子体反应器在低温(75华氏度)和压力(15磅/平方英寸)下运行的。

科学家们说，使这种新工艺起作用的关键因素是添加了非热等离子体，由于其非平衡特性，该等离子体为低温下的催化转化提供了独特的介质。

宾州州立大学EMS能源研究所副研究员王晓星说：“等离子体相中有很多高能电子。” “这些电子可以通过激发和离解激活气相中的二氧化碳和氢分子，而无需传统热催化所需的表面吸附和激活，因此该反应可以在低温下进行。”

等离子体本身可以使二氧化碳在室温下氢化成一氧化碳。尽管以前已经研究过各种催化剂用于等离子体催化二氧化碳加氢，但这些实验仅产生一氧化碳和甲烷，只有一项报告显示较高的烃选择性约为14%。这项新研究是该方法首次在74%的二氧化碳转化率下获得46%的更高的烃选择性。

科学家们说，这项工作最近在《绿色化学》上发表，显示了催化剂床结构在低温和大气压下一步对等离子体催化二氧化碳加氢成高级烃的重大影响。

目前，研究人员正在使用常规的氧化铝负载的Fisher-Tropsch催化剂进行该工艺。他们认为，通过探索等离子体在等离子体激活的两催化剂床工艺中如何促进二氧化碳转化和碳氢化合物的形成，可以进一步改进该方法，并开发出一种更有效的催化剂。

王说：“二氧化碳的转化正面临着气候变化的挑战。” “我们需要做些减少二氧化碳排放的事情。如果我们能够将二氧化碳转化回燃料，我们将关闭碳循环，使整个过程更加可持续和绿色。这项工作为开发新的碳排放工艺提供了新的策略。在低温和低压下进行二氧化氢加氢。”

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