一种廉价、高效的新催化剂将二氧化碳转化为喷气燃料已经由一个团队由牛津大学的化学家。研究人员说,这个过程可能会导致一个工业规模的方法从空气中提取气体和重用在喷气发动机,从而减轻大气二氧化碳的温室效应。

显示圆形航空经济计划

来源:©皮特·爱德华兹/牛津大学

牛津队想帮助将航空业从线性基于化石燃料的一个圆一个基于可再生能源和回收的二氧化碳

“因为有限公司2提取出空气,再次发出飞时,整体效果是一个零公司2发射飞行,”作者说。”而不是消耗化石原油、航空燃料可以从有限公司生产2和可再生能源。

研究的合著者彼得•爱德华兹牛津大学无机化学主管说,研究人员计划使用现有的过程来制造燃料喷气发动机在两到三年。他们也正在寻找一个工业合作伙伴开发它,他说。

研究细节的催化剂,可以同时执行两个关键阶段的二氧化碳加氢过程形成长链碳氢化合物燃料用于喷气发动机——通常从化石燃料煤油雅致,与典型的8到16个碳原子的链长。合成喷气燃料已经由合成气反应——主要是一氧化碳和氢气的混合物——在一个昂贵的钴基催化剂在加氢过程中调用费托合成。但是最费方法需要进一步首先减少一氧化碳,二氧化碳,选择性差,测量目标的过程是生产碳氢化合物链所需的长度。

相比之下,新的催化剂是基于铁——一个丰富而廉价的元素——与锰和钾,并可以在单个步骤生产长链碳氢化合物从二氧化碳相对较高的选择性。的催化剂显示了一个公司2转换为38.2%,选择性C8-C16碳氢化合物的47.8%,”研究人员写道,相应的低选择性甲烷和一氧化碳。类似或更好的性能比替代费托催化剂,其中许多是由昂贵的材料或需要准备大量的水。

一个图像显示的扫描电镜图像Fe-Mn-K催化剂

来源:©2020 Benzhen姚明et al

扫描电镜的图像iron-manganese-potassium催化剂(prescursor左和右)上使用

与催化剂使用实验室测试源的二氧化碳和氢反应堆在350°C,几克的长链碳氢化合物燃料生产。同时,这个过程中生成的大量有用的石化产品,如轻烯烃,通常是通过精炼原油。

爱德华兹说,下一阶段将直接从空气中提取二氧化碳,,规模的可用数量的喷气燃料可以制成“绿色氢”在植物的可再生能源。

最终,大约4.7公斤的大气二氧化碳——这大约产生的二氧化碳的汽车驾驶20公里,可以变成一公升燃油新催化剂,爱德华兹说。他叫发展最重要的进步在他40年的职业生涯。(作者)十年前我开始思考,但他们需要从作者创新催化剂设计Benzhen么最终使它发生,他说。

最后论文的研究也是一个由著名的化学家和前英国科学研究所主任约翰·托马斯Meurig 11月去世

空气动力学工程师尤里斯。梅尔克特研究航空燃料在荷兰代尔夫特理工大学,说,工作是重要的一步,这将有助于提高航空业的“圆”,因此碳中性的。虽然方法生产合成喷气燃料的二氧化碳已经知道,直到现在他们更昂贵的比煤油从化石和长链生物燃料来源,他说。“任何可以使这个过程更有效率和更便宜的会引起更可行。”

化学工程师约书亚Heyne代顿大学的,我们调查的可持续航空燃料政府像美国联邦航空管理局,美国空军和美国国家航空航天局(Nasa)新的研究“很有前途”,但仍处于初级阶段。这是我们需要很多类型的工作当我们搬到一个更可持续的航空运输模式,”他说。

合成燃料所产生的费设施通常是昂贵的,和他们面临的竞争燃料由生物质,如有目的地种植作物或家庭垃圾。这些原料通常开始更高的热力学梯子比二氧化碳,Heyne补充道。