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科学家在人工光合作用上取得突破:或能实现更低成本塑料制造工艺

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发表于 2019-1-21 12:32:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
自然植物只需要从太阳中获取少量的能量就能将二氧化碳转化成燃料,就其自身而言则是能维持自身所需的碳水化合物和脂肪,这种能力激发了无数以清洁能源为导向的研究。在人造设备中再现光合作用一直被视为某种圣杯,实际上大家也已经看到了许多有前途的实验设备,它们利用光合作用产生了能为人类所用的燃料如甲醇、甲烷和氢气。
据外媒报道,从燃料到泡沫垫再到高性能碳纤维,科学家们在捕获有害二氧化碳并将其转化为有用产品上正在不断进步。罗格斯大学的研究人员就在这一领域取得了令人振奋的突破,他们找到了一种新的人工光合作用法。其能将二氧化碳转化成塑料和其他材料的原料,并且效果更高、成本更低。
科学家在人工光合作用上取得突破:或能实现更低成本塑料制造工艺
但在这些技术真正商用之前还有很长一段路要走,因为它们的效率和成本与启动化学反应的催化剂材料息息相关。罗格斯大学的研究人员表示,他们在这方面已经取得了巨大的进步,他们发现了一组非常丰富(换言之成本低)的催化剂材料,它们能将自然光合作用的低能耗要求跟需要经受住恶劣化学反应条件的耐久性结合起来。
据了解,这支研究团队使用的五种新型催化剂都是由廉洁而产量丰富的镍和磷制成,而且还能通过配方的调整制出不同长度、效率超过99%的碳原子链。这些原子可以以分子或长聚合物链的形式存在,后者则还可以作为塑料的基石,它将可能能够取代目前在这一过程用到的石油。
“我们的突破可能会在化学和制药工业中将二氧化碳转化成有价值的产品和原材料,”首席作者CharlesDismukes说道。
研究人员指出,很难将成本与目前利用石油生产塑料的方法进行直接比较,因为这些数据都是高度保密的。他们只能得出关于效率的结果,然而这都用“过电位”衡量的。
研究论文联合作者AndersLaursen介绍称,低过电位意味着高效能,传统电催化剂需要0.7V的过电位,而这个过程却可以减少70倍的损失。能量损失本质上就是反应过程中必须要使用的额外电能,因此更少的能量使用意味着电力使用的减少进而是每公斤产品成本的减少。
现在,这个拥有该专利的团队正在努力将这项技术商业化。
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