温室气体转化为液体燃料

一种常见的温室气体可以以一种高效和环保的方式被重新利用，利用可再生电力生产纯液体燃料的电解器。由莱斯大学化学和生物分子工程师实验室开发的催化反应器使用二氧化碳作为原料，在其最新的原型中，可以产生高度纯化和高浓度的甲酸。王说，传统的二氧化碳装置产生的甲酸需要昂贵和能源密集型的净化步骤。直接生产纯甲酸溶液将有助于促进商业二氧化碳转化技术。

莱斯大学(Rice University)建造的电催化反应器利用电力回收二氧化碳，生产纯液体燃料溶液。这项发明背后的科学家希望它能成为一种有效且有利可图的方式，重新利用温室气体并使其远离大气。提供:杰夫·菲特洛/莱斯大学[/caption]

聚合物基固体电解质被磺酸配体包被以传导正电荷或氨基官能团以传导负离子。王说:“通常人们用传统的液体电解质(如盐水)来减少二氧化碳。”“你想要导电，但纯水电解质的阻力太大。你需要加入氯化钠或碳酸氢钾等盐，这样离子才能在水中自由移动。

“但当你以这种方式产生甲酸时，它会与盐混合，”他说。“对于大多数应用来说，你必须从最终产品中去除盐，这需要消耗大量的能源和成本。所以我们使用了固体电解质来传导质子，可以由不溶性聚合物或无机化合物制成，从而消除了对盐的需求。”

水流过产品室的速率决定了溶液的浓度。目前设置的低通量产生的溶液中甲酸的重量接近30%，而更快的流量允许定制浓度。研究人员希望通过接受气流产生纯甲酸蒸汽的下一代反应堆获得更高的浓度。

莱斯实验室与布鲁克海文国家实验室合作，观察正在进行的过程。ISS的首席束流科学家Eli Stavitski说:“x射线吸收光谱是布鲁克海文实验室国家同步加速器光源II的内壳光谱(ISS)束流线中提供的一种强大的技术，使我们能够探测操作过程中电催化剂的电子结构，即在实际化学过程中。”“在这项工作中，我们跟踪了铋在不同电位下的氧化态，并能够确定催化剂在二氧化碳还原过程中的活性状态。”

使用目前的反应器，该实验室连续生成甲酸100小时，而反应器的组件(包括纳米级催化剂)的退化可以忽略不计。王建议，该反应器可以很容易地进行改造，以生产诸如醋酸、乙醇或丙醇燃料等高价值产品。

王说:“总体而言，减少二氧化碳对全球变暖的影响以及绿色化学合成非常重要。”“如果电力来自太阳能或风能等可再生能源，我们就可以创造一个循环，在不排放更多二氧化碳的情况下，将二氧化碳转化为重要的东西。”

莱斯大学

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