阳光普照的铁催化剂将二氧化碳转化为甲烷

二氧化碳可以减少甲烷使用廉价的铁基催化剂和来自太阳的帮助。¹这个过程是一个有前途的一步回收二氧化碳和从可再生资源生产燃料。

甲烷燃烧炉,热水器和涡轮机,但几乎完全提取的不可再生的地质来源。能够有选择地将大气中的二氧化碳转化成甲烷和其他燃料使用可再生能源将是一个伟大的进步在低碳经济的方法。然而,这需要廉价、高效的催化剂,但只有少数已知化合物选择性减少二氧化碳。同时,常见的催化剂主要生成产品,如一氧化碳或甲酸代替高度减少碳氢化合物。

法国巴黎狄德罗大学的科学家,科尔多瓦的国立大学,阿根廷,现在已经开发出一种廉价催化系统,减少二氧化碳,甲烷在环境压力和温度。模拟阳光,研究人员使用一种太阳能模拟器装有过滤器。值得注意的是,相对稳定的二氧化碳减少在这种良性的条件,”说马克罗伯特他领导了这一研究。“只使用可见太阳能光作为能量来源,我们已经把这种气体转变为甲烷与铁分子的帮助。他和他的同事们照亮碳dioxide-saturated包含电子供体的乙腈溶液,photosensitiser和少量的催化剂,由铁tetraphenylporphyrin复杂functionalised trimethylammonio组。^2、3

精力充沛的混合物

经过几个小时的照射,科学家们分析了产品,发现他们有一个混合的甲烷,一氧化碳和氢气。当一氧化碳直接还原反应的主要产品,其次是甲烷和氢气,two-pot过程生成甲烷的选择性高达82%。”作者描述一个有趣的方法,首先将二氧化碳转化为一氧化碳,然后将一氧化碳甲烷选择性高,”说保罗Kenis化学教授在伊利诺斯大学乌尔班纳分校的香槟,我们还补充说,应用一个两步的过程并不新鲜。不过,地球上充足的铁基催化剂的使用和产生的高选择性甲烷的第二步是一个重大成就。”

说,我真的很喜欢这个过程威廉Mustain美国康涅狄格大学。的催化剂相当简单,便宜。同时,利用光来提高化学反应的研究是一个非常有趣的领域。如果这可以扩展,这将是巨大的可再生燃料,但不仅降低温室气体的数量。”

内特·刘易斯对太阳能燃料的工作,他在加州理工学院的,我们同意,这个过程可能是一个一步无碳燃料的生产从阳光,但他表示,产品产量,能源效率和选择性的直接反应可以显著提高。挑战将涉及系统的效率和稳定性,减少大气中的氧气的竞争,同时影响高效水氧化而实现产品分离,和克服有限的大气二氧化碳通量在地球表面,”他说。Kenis指出低溶解度的二氧化碳和一氧化碳在电解质也可能是一个主要的瓶颈在改善系统的性能。他认为测试过程使用气体扩散电极,这促进了催化剂与反应物接触在液态和气态阶段——可以帮助。”一个简单的实验和结果可以立即用于评估潜在的扩大,“Kenis说。

空气捕捉

在这项研究中,从一个商业团队使用纯二氧化碳圆柱,但从长远来看,他们想象抓住气体直接从空气中。一个问题可能是杂质的影响,Mustain说。催化剂中毒和再生将需要考虑,最终决定的二氧化碳是从哪里来的,如果这个过程将在经济上可行。”

罗伯特的集团正试图揭示反应机理的细节。团队知道在第一步中,铁与二氧化碳结合形成Fe-CO中心₂,然后减少一氧化碳在乳沟的碳氧键。但分子的加氢的进一步措施保持神秘,”罗伯特说。因此优先理解他们如果我们想优化和扩大的过程产生大量的甲烷。漫长而崎岖不平的道路仍领先于我们。”