中科院二氧化碳变汽油是真的吗

乐多 问答 2022-04-05 04:08:41 阅读(...)

二氧化碳确实可以炼油,国际著名科学周刊《Nature》已经刊登了相关的科研成果,是由中科院率先实现的。其实二氧化碳变汽油的技术早就出现了,比如将二氧化碳转化为丙烷、丁烷链等等,之所以大多数人都不知道,是因为一直以来相关技术转化效率都太低。

首先可以肯定的是,二氧化碳确实可以炼油,不少人还是用“伪科学”的态度去看它的时候,国际著名科学周刊《Nature》已经刊登了相关的科研成果。而这项成果正是由中科院率先实现的。二氧化碳变汽油的技术早就出现了,比如将二氧化碳转化为丙烷、丁烷链等等,之所以大多数人都不知道,是因为一直以来的相关技术转化效率都太低了,根本就没有规模化生产的价值。

gasoline 汽油

早在 2019 年,我国就曾经在实验环境下实现了“二氧化碳转淀粉”的科学研究。而这一次中科院再次利用类似的技术原理,通过“碳元素催化反应”,将二氧化碳和氢转换结合,生成可以产生热能的“燃料”,也就是和汽油性质相近的化学物。如果可以大规模生产利用,将会极大的改善我们当前紧迫的“能源需求”,同时减缓二氧化碳排放造成的污染问题,这也是该科研成果之所以如此重要的原因。

研究人员发明了一种新的催化剂,这种催化剂可以大大提高二氧化碳转化汽油的效率,甚至于可以将原有效率提高 1000 倍。这是怎样的一种催化剂呢?这种新的催化剂是以元素钌作为载体的,而对于钌元素,多数人可能比较陌生,因为这是一种比较稀有的金属。

中国的这项技术按照中国石油和化学工业联合会评估,属世界首创,整体技术处于国际领先水平,虽然年产 1000 吨,看似不多,却是技术商业化转换的第一步。

如何实现二氧化碳变汽油

关键的是在“催化剂”上,要实现化学转化过程,必然少不了催化剂的支撑,而大连物化所的团队,制备一种新型 Na-Fe3O4/HZSM-5 催化剂,相比传统工艺之中,使用含有钴,铁和钌的催化剂,更利于甲烷形成。直接将二氧化碳转化为汽油范围(C5-C11)的碳氢化合物。

而出现的四氧化三铁,又是二氧化碳良好的催化剂,活跃剂。 在 添加一部分钠这种碱性金属,那就会再次增强铁基催化剂的表面碱性和渗碳性,使催化剂在二氧化碳加氢产生轻质烯烃时更加活跃。而过后,团队又将 Na-Fe3O4 与沸石结合,制成了多功能催化剂 Na-Fe3O4/HZSM-5 催化剂。

同时,在具有三种活性点,表现出互补和兼容的特性。二氧化碳最初通过 Fe3O4 位点被 H2 还原成 CO,随后通过 Fe5C2 位点将 CO 加氢成α-烯烃,烯烃中间体随后扩散到沸石的酸性位点,在这些位点上进行酸性催化反应。

最后,属于汽油范围的异构烷烃和芳烃选择性地形成,从沸石孔隙中扩散出来。这就是二氧化碳制汽油的一个转化过程。

当然,使用了“催化剂”,大家就不用想了,这肯定是化学反应过程形成的模式。所以实现二氧化碳制汽油就不奇怪了。这里最为关键的是成本问题,这种方法仍然要消耗能源,现阶段成本也很高。所以商业化产出的时候,就看能不能抹平正常的市场油价才是关键的。

而现阶段,我国实现的这种装置,将二氧化碳和氢的转化率已经达到 95%,而且经三方检测,产出的汽油辛烷值超过 90(即常说的汽油标号),流程和组成均符合国 VI 标准,汽油品质环保清洁,符合国六标准的产品,那必然是可以进行使用的。这才是关键,这就是大概的情况。

目前来看,要想大规模运用还是不太现实的。使用了新的催化剂之后,二氧化碳的转化效率的确是提高了,但这种新催化剂依旧是使用元素钌为载体的,而金属钌的价格虽然低于铂和钯,但依旧十分昂贵,而且十分稀有,所以只能供实验研究使用,大规模应用还无法做到。虽然当前的研究虽然不能实现大规模应用,但其价值在于将二氧化碳转化技术又向前推进了一步。在实现二氧化碳制汽油之后,其实除了产出汽油的好处之外,二氧化碳对人类来说,也是一种令人担心的气体。而我国实现了也算是带来“双重效应”,它还具有减少温室效应的作用。

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