工程师们找到了将废物二氧化碳转化为有用材料的巧妙方法

到目前为止，制造催化剂将废二氧化碳转化为有用的工业产品一直既昂贵又复杂。新南威尔士大学的工程师们展示了这就像玩乐高一样简单。

来自悉尼新南威尔士大学的化学工程师已经开发出新技术，帮助将有害的二氧化碳排放转化为化学积木，以制造有用的工业产品，如燃料和塑料。

如果大规模采用，在世界向绿色经济过渡的过程中，这一过程可能会给世界带来喘息的空间。

在今天发表在《先进能源材料》杂志上的一篇论文中，新南威尔士大学化学工程学院的Rahman Daiyan博士和Emma Lovell博士详细介绍了一种创造纳米颗粒的方法，这种纳米颗粒可以促进将废弃的二氧化碳转化为有用的工业零部件。

研究人员在“科学”杂志前教授罗斯·阿迈勒(Rose Amal)领导的粒子与催化研究实验室开展了他们的工作，他们表明，通过使用一种名为火焰喷雾热解(FSP)的技术在非常高的温度下制造氧化锌，他们可以创造出纳米颗粒，作为催化剂将二氧化碳转化为“合成气”-一种用于制造工业产品的氢气和一氧化碳的混合物。研究人员说，与目前可用的方法相比，这种方法更便宜，更能满足重工业的要求。

洛维尔博士说：“我们使用燃烧温度为2000华氏度的明火来制造氧化锌纳米颗粒，然后利用电能将二氧化碳转化为合成气。”

“合成气通常被认为是乐高的化学等价物，因为两种积木-氢和一氧化碳-可以不同的比例用于制造合成柴油、甲醇、酒精或塑料等东西，这些都是非常重要的工业前体。

“因此，从本质上说，我们正在做的就是将二氧化碳转化为这些前体，这些前体可以用来制造所有这些重要的工业化学品。”

戴燕博士说，在工业环境中，含有FSP产生的氧化锌颗粒的电解槽可以用来将废二氧化碳转化为有用的合成气排列。

“从发电厂或水泥厂排出的二氧化碳可以通过这个电解槽，里面有我们的火焰喷涂的氧化锌材料，呈电极的形式。”他说：“当我们把废弃的二氧化碳排入时，它是用电力处理的，然后以CO和氢的混合物的合成气的形式从出口释放出来。”

研究人员说，实际上，他们正在关闭工业过程中产生有害温室气体的碳循环。通过对FSP技术燃烧纳米颗粒的方式进行微小调整，他们可以确定二氧化碳转化产生的合成气体积木的最终混合物。

戴燕博士说：“目前，人们通过使用天然气来产生合成气--化石燃料也是如此。”“但我们正在利用废弃的二氧化碳，然后根据你想在哪个行业使用它，按一定的比例将其转化为合成气。”

例如，一氧化碳和氢气之间的比例为1：1，这就使得合成气可以用作燃料。但戴燕博士说，四份一氧化碳和一份氢的比例适合制造塑料。

通过选择氧化锌作为催化剂，研究人员确保了他们的解决方案与之前在这一领域尝试的方案相比，仍然是一种更便宜的替代方案。

戴燕博士表示：“过去的尝试都使用了钯等昂贵的材料，但这是第一次成功地将澳大利亚当地开采的一种非常廉价且储量丰富的材料成功地应用于废物二氧化碳转化的问题。”

洛弗尔博士补充说，这种方法吸引人的另一个原因是使用FSP火焰系统来创造和控制这些有价值的材料。

她说：“这意味着它可以工业化使用，可以规模化，制造材料的速度非常快，非常有效。”

“我们不需要担心使用非常昂贵的金属和前体的复杂合成技术-我们可以燃烧它，在10分钟内就可以让这些颗粒准备就绪。通过控制燃烧方式，我们可以控制所需合成气积木的比例。“。

虽然这两家公司已经建造了一台电解槽，并用含有污染物的二氧化碳废气进行了测试，但将这项技术推广到可以转化发电厂排放的所有二氧化碳的程度，仍有一段路要走。

“我们的想法是，我们可以采用二氧化碳的点源，比如燃煤发电厂、天然气发电厂，甚至是天然气矿山，在那里你可以释放出大量的纯二氧化碳，我们可以在这些工厂的后端基本上改造这项技术。”然后你可以捕获产生的二氧化碳，并将其转化成对工业有巨大价值的东西，“洛维尔博士说。

该小组的下一个项目将是在烟气环境中测试他们的纳米材料，以确保它们对恶劣的条件和工业废气中发现的其他化学物质具有耐受性。