@ 2017.09.20 , 23:09
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高科技:从空气中制取酒精

听起来好得难以置信,代特夫特理工大学(TU Delft,)的博士研究生Ming Ma找到了一种通过稀薄的空气生产酒精的方法。或者更准确地说,他已经发现如何有效精确地控制二氧化碳的电还原过程,以产生众多的有用产品,包括酒精。能够使用二氧化碳作为一种资源,可能在应对气候变化方面至关重要。他的博士生答辩于9月14日进行。

为了减少大气中二氧化碳浓度,碳捕获和利用(CCU)可能是碳捕获和封存(CCS)的可行替代策略。将二氧化碳电化学还原为燃料和增值化学品的技术作为一种有希望的解决方案引起了相当大的关注。在这个过程中,捕获的二氧化碳被用作原料,并转化为一氧化碳(CO),甲烷(CH4),乙烯(C2H4),甚至液体产物如甲酸(HCOOH),甲醇(CH3OH)和乙醇C2H5OH)。

高科技:从空气中制取酒精
Credit: Delft University of Technology

高能量密度碳氢化合物可以直接和方便地用作当前能源基础设施中的燃料。此外,CO的生产是非常有趣的,因为它可以用作Fischer–Tropsch工艺中的原料,这是一种已经广泛应用于工业中以将合成气(CO和氢(H2))转化成有价值化学品的技术,如甲醇和合成燃料(如柴油)。

精确调整过程
这篇论文是Ming Ma在Wilson A. Smith博士的团队中完成的项目,主要描述了在电解还原二氧化碳中使用不同金属时纳米级的工艺。例如,在电还原过程中使用铜纳米线导致碳氢化合物的生产,而纳米多孔银可以产生CO。此外,正如Ma所发现的那样,可以通过改变纳米线的长度和电位来非常精确地调节该过程。通过调整这些条件,他能够生产任何碳基产品或这些产品任何所需比例的组合,从而产生用于上述三个后续处理的资源。

在这个过程中使用金属合金会带来更多有趣的结果。虽然铂本身产生氢,而金生成CO,但这两种金属的合金意外地也产生了相对大量的甲酸(HCOOH)。甲酸在燃料电池中被期予重要的用途。

下一步
现在这些过程已经被描绘了出来,Smith实验室太阳能转换和存储研究团队(Ma是第一位从Wilson A. Smith实验室毕业的博士生)的下一步计划是寻找改进方法生产特定的单一产品,并开始设计扩大生产规模的方法。

Smith刚刚收到了ERC启动拨款,用于实现下面这一点:“提高我们对复杂反应机制的理解,以便更好地控制二氧化碳电催化过程”。

实验室的其他工作主要是太阳能驱动的水分解制氢:一个简单的思路是通过太阳能使水分解产生氢气,而廉价,高效和稳定的光电极可以提高太阳能的电解水效率。

本文译自 phys.org,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 10+1

  1. compete
    @1 month ago
    3568048

    这不就是植物一直在干的事吗?
    植物从空气中吸收二氧化碳合成糖分,然后结的果实成熟落下发酵,得到酒精。

    [31] XX [9] 回复 [0]
  2. 脑子坏掉了
    @1 month ago
    3568049

    感觉这个比电解水生产氢气靠谱……

    那么……我们应该怎么捕获大气中的CO2呢?

    建造大片的网架,用氧化钙之类的溶液吸收?

  3. AvengerFrank
    @4 weeks ago
    3568118

    摘要里”from thin air” 是俗语,指凭空产生,并不是从稀薄空气制造的意思。

    [25] XX [3] 回复 [0]
  4. 呵呵
    @4 weeks ago
    3568122

    @AvengerFrank: 在這裏顯然不能用憑空產生

  5. 3568178

    @呵呵: 个人感觉这其实是想表达凭空。

    稀薄空气如果指的是高原的空气,那么其实气体浓度是按比例来算的,和溶液的浓度是不一样的,因为空气能压缩。

    所以,空气稀薄与否然并… 那只是大气压力的关系

  6. 3568188

    前面几位大佬说的都有道理。
    原文作者是通过”from thin air” 的字面意和预定俗成意来玩一个双关的文字游戏,营造一种标题党的效果:简直不像真的,我们能凭空制造酒精啦!哦,好吧凭的是“空气”的空……

    个人见识和水平都有限,没有翻译出来,让诸君见笑啦

    [23] XX [1] 回复 [0]
  7. 啊呀
    @4 weeks ago
    3568258

    曾经在煎蛋看过在空气中提取汽油的文

  8. 脑子坏掉了
    @4 weeks ago
    3568310

    @compete:
    植物的效率还不够高

  9. 熊二
    @4 weeks ago
    3568522

    @脑子坏掉了:

    植物效率不高但没有更高的了。

  10. 脑子坏掉了
    @4 weeks ago
    3568623

    @熊二:
    百多年前,地面上没有比猎豹跑得更快的东西

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