本文摘要:在天津大学化工学院巩金龙教授眼中,催化剂懒惰的二氧化碳是构筑废弃成为宝物的关键。过去三年,巩金龙团队在国家重点研发计划项目的反对下,通过深入研究二氧化碳化学催化剂转化为过程,突破了二氧化碳资源化面临的能耗低、效率低、产品附加值低等瓶颈问题,为其转化为利用技术的广泛推进奠定了科学基础,研究成果处于世界领先水平。

巩金龙

二氧化碳分子式的排名就像两人握着手一样,这种结构使二氧化碳分子具有化学惰性。我们要做的是在比较保守的条件下强制与其他物质再次反应,把它变成宝藏。

在天津大学化工学院巩金龙教授眼中,催化剂懒惰的二氧化碳是构筑废弃成为宝物的关键。过去三年,巩金龙团队在国家重点研发计划项目的反对下,通过深入研究二氧化碳化学催化剂转化为过程,突破了二氧化碳资源化面临的能耗低、效率低、产品附加值低等瓶颈问题,为其转化为利用技术的广泛推进奠定了科学基础,研究成果处于世界领先水平。

零排放转化为:标准最低的道路世界上每天大量二氧化碳被大气排放,资源化的高效利用是构筑排放量的重要途径,也是世界性的课题。迄今为止,我国常规二氧化碳转化技术需要高温、高压、催化剂,提供这些条件不可或缺的能源。在我国煤炭多的能源背景下,传统技术不会产生额外的二氧化碳废气。不能在转化过程中产生新的二氧化碳。

转化

否则,拆除东墙补充西墙。转换成计算会计,转换成量小于排放量高,我们的目标是零排放,清洁二氧化碳转换。

巩金龙队从一开始就自由选择了最好的、最低标准的道路。二氧化碳转化的可玩性是分子结构非常稳定,转化为必须流通高能量,二氧化碳转化的路径简单,转化后产物多,纯度差。因此,转化为路径和催化剂的自由选择非常重要。巩金龙队关注太阳能。

太阳能是自然界用不完的绿色能源。巩金龙说,他们想起了叶子的光合作用,叶子通过光合作用吸收光能,把二氧化碳和水变成富能的有机物,同时释放氧气。

然而,树叶的能量转化效率太低,只有0.1%—1%。我们要做的催化剂看起来能量转化效率是普通树叶的100倍的人工树叶。

巩金龙

利用太阳能,人工树叶在催化剂的发展下有效地将水和二氧化碳转化为甲醇、甲烷等碳分子,必要时可作为燃料再利用。上万次实验构建人造树叶设想构建人造树叶设想,必须创建新的二氧化碳催化剂转化为反应系统,寻找更高效的催化剂。

但是,这种创造性的研究真的很先进。回忆起最初的研究,巩金龙叹息道:我们的研究完全从零开始。

从0到1的变化是出现异常困难的长途旅行。首先,实验开展的设备没有现成的商业化装置可以销售,只有研究团队才能自己探索设计开发。

从绘画设计到材料、工具的自由选择,最后动手安装由科学研究者自己完成。其次,自由选择哪种催化剂更有效率,只要考虑一下,实验就完全成了常态。我从来没有细心统计过资料,但是不滑稽地说,我们开展了上万次实验,结束、总结、调整方案,然后开展实验。

那个时间每天都这样循环工作。巩金龙回忆说。在研究开发过程中,巩金龙队面临着来自美国和日本的白热化竞争。在这种压力和动力下,团队的科学研究者每天都和时间长跑。

利用

最后,他们经过三年多的研究,建立了利用太阳能、氢能等绿色能源,在保守条件下开展二氧化碳的高效转,打造了新型光电催化二氧化碳还原成二氧化碳氢还原成渠道,切断了从二氧化碳到液体燃料和高附加值化学品的绿色转化成地下通道,打造了将二氧化碳还原成甲醇和其他碳氢燃料的新突破。在转化过程中,其含碳产高达92.6%,其中甲醇选择性为53.6%,超过世界领先水平。以研究成果为封面热点论文,在德国应用化学、能源和环境科学等国际着名期刊上公开发表。二氧化碳矿化效率是世界最低水平的基础研究最先进的同时,巩金龙队也致力于二氧化碳矿化转换等实际应用于研究。

巩金龙教授幽默地说:我们的研究不能冻得这么低,也要接地。该接地气的研究是针对目前二氧化碳转换过程经济性差的情况,通过离子液体协同催化剂转换为非碱性矿山化利用等措施,用于更高效的催化剂,制作具有高附加价值的聚碳酸酯和钛白粉等细致化学品,为二氧化碳矿山化的产业化应用奠定基础。巩金龙说,中国现在每年有2000万吨不含钛、铝等成分的炼钢低渣不能利用。

他们的技术可以在矿化同样的二氧化碳的同时,有效地重复使用钛、铝等金属要素,矿化过程中获得的高纯度钛白粉可以应用于染料的制作,构筑了高炉渣的资源化。目前,该技术氧化碳矿化效率超过200公斤/吨(非碱性矿),是世界最低水平。

现在,研究队积极开展年处置300吨钛低渣制高纯度钛白粉的扩大试验。

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