《自然•通讯》发表最新突破,液态金属电催化剂成为可行的“负碳排放”技术

发布时间:2019-02-27

人类的任何活动都有可能造成碳排放,而温室气体中最主要的气体就是二氧化碳。

 

部分科学家认为若要遏制气候变化的最坏情况,仅仅通过减少未来的二氧化碳排放是不够的,我们需要捕捉空气中已经存在的二氧化碳。从空气中捕获碳并将其隔离是一种可行的策略,现在科学家已经开发出一种新方法,可以将二氧化碳气体转化为固态“煤”,然后将其储存在地下,甚至将其用于电子元件。

 

日前,英国《自然·通讯》杂志发表了一项化学最新突破:科学家研发了一种液态金属电催化剂,可在室温下将气态二氧化碳(CO2)转化为固体碳材料,并用于能量储存。该方法将为去除大气中的二氧化碳作贡献,成为可行的“负碳排放”技术,对于维持未来气候的稳定至关重要。


二氧化碳这一气体形态给温室气体的长期封存带来了困难,尽管目前很多研究都专注于将二氧化碳还原成高附加值产品,如化学原料和燃料,但这些方法无法实现永久性碳捕捉。



此次澳大利亚新南威尔士大学研究人员克罗什·卡兰特-扎德、多那·艾丝拉菲泽德团队研发了一种液态金属电催化剂,由镓合金和铈组成。研究人员首先将二氧化碳溶解在含有电解液的烧杯中,然后加入少量液态金属催化剂。当施加电流时,催化剂化学活化混合物的表面,其缓慢地将二氧化碳转化成固体碳片。该催化剂被设计成优良的电导体,并且有效地进行反应。这一液态金属催化剂基于无毒镓合金,能防止结焦,即固碳吸附于催化剂表面,降低催化剂的活性。


研究团队随后将收集得到的固体产物制成超级电容,该超级电容器未来有望成为轻量级电池材料。“该过程的一个附带好处是碳可以保持电荷,成为一个超级电容器,因此它可能被用作未来车辆的一个组件,”该研究的第一作者Dorna Esrafilzadeh说道。“该工艺还生产合成燃料作为副产品,也可以用于工业应用。”

 

研究人员指出,此前的碳纳米材料制备方法通常需要几百摄氏度的高温,而他们研发的技术可以帮助降低二氧化碳转化的高能耗需求。该技术有很大的潜力帮助从大气中去除温室气体,但与任何这类研究一样,这还需要进行更多的研究,以确定在工业规模上、从物流和经济角度来看它的效果如何。

 

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