最先可以肯定的是,二氧化碳确实可以炼油,许多人还是用“伪科学”的心态去看它的时候,国际知名科学专刊《Nature》早已发表了有关的研究成果 。而此项成效正是由中科院率先实现的 。二氧化碳变汽油的技术早已出现,比如将二氧化碳转化为丙烷、丁烷链等等,之所以大部分人都不清楚,是由于一直以来的有关技术转化效率都太低了,根本就没有规模化生产的价值 。
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早在 2022 年,我国就曾在实验环境下完成了“二氧化碳转淀粉”的科研 。而这一次中科院再次运用相似的技术原理,根据“碳元素催化反应”,将二氧化碳和氢转换融合,生成可以产生热能的“燃料”,也就是和汽油特性相似的化学物 。假如能大规模生产运用,可能很大的改进大家当前急迫的“能源供应”,同时缓解二氧化碳排出造成的污染问题,这也是该研究成果之所以如此关键的原因 。
科研人员发明了一种新的催化剂,这类催化剂可以大大提高二氧化碳转化汽油效率,甚至是可以将原来效率提升 1000 倍 。这是怎样的一种催化剂呢?这种新的催化剂要以元素钌做为载体的,但对于钌元素,多数人可能比较陌生,因为这是一种比较稀少的金属 。
我国的此项技术依照中石油和化工委员会评定,属全球首创,总体技术处在国际领先水平,尽管年产 1000 吨,看似不多,则是技术商业化转换的第一步 。
如何做到二氧化碳变汽油关键的是在“催化剂”上,要实现化学转化过程,必定免不了催化剂的支撑,而大连物化所的团队,制取一种新型 Na-Fe3O4/HZSM-5 催化剂,相比传统工艺当中,应用含有钴,铁和钌的催化剂,更利于甲烷产生 。直接把二氧化碳转化为汽油范畴(C5-C11)的氮氧化合物 。
而产生的四氧化三铁,也是二氧化碳较好的催化剂,活跃剂 。在 添加一部分钠这类偏碱金属,那就会再次提高铁基催化剂表面偏碱和渗氮性,使催化剂在二氧化碳加氢产生轻质烯烃时更为活跃 。而之后,团队又把 Na-Fe3O4 与沸石融合,制成了多用途催化剂 Na-Fe3O4/HZSM-5 催化剂 。
同时,在具备三种活力点,表现出互补和适配的特点 。二氧化碳最初根据 Fe3O4 位点被 H2 转变成 CO,随后根据 Fe5C2 位点将 CO 加氢成α-烯烃,烯烃中间体随后蔓延到沸石的酸性位点,在这些位点中进行酸性催化反应 。
最终,属于汽油范围的异构烷烃和芳烃选择性地产生,从沸石孔隙中扩散出来 。这便是二氧化碳制汽油的一个转化过程 。
自然,使用了“催化剂”,大家就不用想了,这肯定是化学反应过程产生的方式 。因此完成二氧化碳制汽油就不奇怪了 。这儿最为关键的是成本问题,此方法仍然要耗费能源,目前成本也很高 。因此商业化产出的时候,就看能不能刮平正常市场油价才是关键的 。
而目前,我国达到的这类设备,将二氧化碳和氢的转化率已经达到 95%,并且经三方检测,产出的汽油辛烷值超出 90(即常说的汽油型号),流程及构成均符合国 VI 规范,汽油质量环保清理,符合国六标准的商品,那必然是可以进行使用的 。这才是关键,这便是大概的状况 。
目前来说,若想规模性应用还是不太现实的 。使用了新的催化剂以后,二氧化碳的转化效率确实是提升了,但这种新催化剂依然是应用元素钌为载体的,而金属钌的价钱尽管小于铂和钯,但依旧十分昂贵,而且十分稀缺,所以只好供实验研究应用,大规模应用还很难做到 。尽管当前的研究尽管不能实现大规模应用,但其价值在于将二氧化碳转化技术又向前推进了一步 。在推进二氧化碳制汽油以后,其实除了产出汽油的好处以外,二氧化碳对人们而言,也是一种令人担心气体 。而我国完成了还算是带来“双重效应”,它还具有降低全球变暖的功效 。
【如何实现二氧化碳变汽油关键的是在“催化剂”上 中科院二氧化碳变汽油是真的吗】
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