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2017-5-4 16:55 上传
二氧化碳加氢“变”汽油
《自然通讯》是全球排名第三的多学科类期刊，仅次于《自然》和《科学》。该刊2010年创刊时为混合型期刊，出版开放获取及订阅形式的论文，每月收到的投稿约1500篇。该刊发表的所有科学研究都代表着某一领域具有重要意义的研究进展，这涵盖生物学、物理、化学和地球科学等学科。
难题：CO2的活化与选择性转化
在自然界中，植物从空气中吸收CO2，经光合作用转化为有机物和氧气，该过程缓慢，所以一直以来化学家们努力想通过化学方式回收利用CO2。
如果以CO2作为原料生产汽油，将是一种潜在替代化石燃料的清洁能源策略，不仅可有效降低CO2造成的温室效应，还可减轻对传统化石能源的依赖。
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资料图
科学家解释，用CO2作为原料生产汽油是一种潜在的替代化石燃料的清洁能源策略，但CO2的活化与选择性转化是个难题。
孙剑说：“相比于更活泼的‘孪生兄弟’一氧化碳，二氧化碳分子非常稳定，难以活化，与经典的费托合成路线相比，CO2与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物，而很难生成长链的液态烃燃料。”
技术优势
据科学网5月3日报道，为了解决这一问题，研究团队设计了一种高效稳定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂。
孙剑介绍，这种催化剂有三个优势：
一是，在接近工业生产的条件下，该催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性，烃类产物中汽油馏分烃（C5-C11）的选择性达到78%，有利于大规模生产；
二是，这种方法生产的汽油排放能满足环保要求，汽油馏分主要为高辛烷值的异构烷烃和芳烃，基本满足国V标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求；
三是，该催化剂还具有较好的稳定性，可连续稳定运转1000小时以上，显示出潜在的应用前景。
此外，对CO2直接转化制取汽油的反应途径研究表明，对多活性位结构及其亲密性效应（proximity effect）的精准调控是实现CO2加氢制汽油的关键。
该技术不仅为CO2加氢制液体燃料的研究拓展了新思路，还为间歇性可再生能源（风能、太阳能、水能等）的利用提供了新途径。
作者: papageno 时间: 2017-5-4 17:01
标题: 问题是氢从哪里来？
作者: godson 时间: 2017-5-4 17:10
太阳能电池板也是有能源生产成本和使用寿命的，如果能源转换率不够，还是负投入
作者: angeldlp 时间: 2017-5-4 20:52
直接烧氢不就好了？吃多了撑的
作者: 扯蛋 时间: 2017-5-4 21:14
作者: cpower 时间: 2017-5-4 21:55
加“氢” 不等于 加氢气。
作者: 历史的进程 时间: 2017-5-4 22:02
标题: 如何从空气中捕捉二氧化碳是个难题
作者: ZHUZHUXIA 时间: 2017-5-4 22:04
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-4 23:13
angeldlp 发表于 2017-5-4 20:52
直接烧氢不就好了？吃多了撑的
俺对这个工作有点了解。确实，氢是最好的燃料，燃烧生成水，无污染和温室气体。碳燃料总归含硫、磷，燃烧还生成二氧化碳。但氢气太危险了，不好携带啊，储氢材料吹的响其实问题多多。而碳氢化合物稳定，液态，容易携带。所以各种烷是很好的燃料，尤其对煤进行补氢重整生成烷类燃料，很有应用价值。
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-4 23:14
考拉 发表于 2017-5-4 23:06
加氢，要用氢气或不用氢气，但不等于加氢气H2，加的是氢H。确实不同。
作者: fatemirage 时间: 2017-5-4 23:20
标题: 给石油的生物沉积形成理论以致命一击···
作者: fatemirage 时间: 2017-5-4 23:22
标题: 水煤气啊···工业上很容易获取的···
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-4 23:24
fatemirage 发表于 2017-5-4 23:20
现在，俺支持石油矿成说，不支持生物成说，证据就是地下、海底的甲烷冰，这是CO2溶于H2O被带到地下或水下生成CH4的证据。而且，所谓大气中早期的甲烷是由于闪电完成的也站不住脚。应该是地球环境适宜而自然形成的。
作者: fatemirage 时间: 2017-5-4 23:33
标题: 从阴谋论的角度来说欧美国家确实有鼓吹生物形成说的可能···至于早期大气中的甲烷我觉得可能是彗星带来的···毕竟是宇宙中最常见的化合物···从天王星和木卫几来着上的甲烷来看···早期太阳系绝对不缺这东西···
作者: 胖猴 时间: 2017-5-4 23:38
标题: 不比单一环节比整个链条。发电（不论是太阳能还是核能）-》输电=》电池=》电动机，发电=》CO2变烃=》内燃机，哪个总体效率更高，得看更多细节。电池能量密度和制造成本的短板很明显。。。。。
作者: cpower 时间: 2017-5-5 00:08
作者: wls771 时间: 2017-5-5 00:24
能量从哪里来？不管使用什么催化剂！
作者: 胖猴 时间: 2017-5-5 01:05
标题: 目前看来烃类载体比电池高效很多，甚至数量级得差别。所以其他环节的低效是可以补偿回来的。。。。。。。。
作者: 胖猴 时间: 2017-5-5 01:18
标题: 所以要看大工业生产条件下的Co2变烃的能量利用率有多低，是否低到可以抵消电池能量密度的劣势。细节不够是不能简单下定论的。当然电池能量密度提上去才是根本。。。。。。。
作者: 我是好狼 时间: 2017-5-5 05:55
标题: 考拉这就不对了。如果连大化所都瞧不起的话，国内科研机构可能让你瞧上眼的就不超过十几家了，还得包括中科院其他研究所。就催化、清洁能源、燃料电池、化学激光.....你找几个比大化所牛的国内机构？
前几天北大那几个发nature的年轻教授就是大化所毕业的。
作者: 我是好狼 时间: 2017-5-5 06:07
标题: 楼上那些担心氢源啊能量啊什么的，都多虑了，这都不是事儿！这个CO2到小碳分子化合物小链化合物的主要意义之一
其实是捕捉空气中的二氧化碳，减少温室效应，减少碳足迹。空气中的大部分二氧化碳不是我们人类制造的，而且还有更多更多的二氧化碳还没有排放出来或者暂时被锁住了。如果哪天他们出来了，我们就成为第二个恐龙了。
氢气好是好，但是能比酒精安全好携带吗？能比酒精用途广吗？就说一点，你飞机能用氢气吗？如果能用的话，现在多得是。
这是个世界课题，不仅仅国内科研人员做，国际上很多人都在做。以后可以作为分布式的小型燃料生成器，能耗就来自于废能，譬如风能太阳能或者非电力高峰期的电力，氢气可以局部水解生产。其实大部分氢气都被我们浪费了。
科研，一般在低转化率阶段都比较困难，举个例子，譬如从1%到3%，那就了不起。或者另一个了不起的阶段就是高转化率阶段，极限阶段时候，譬如93%再提高到95%。
作者: 履虎尾 时间: 2017-5-5 07:03
标题: 还是水里加点料变成油为好
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-5 07:35
考拉 发表于 2017-5-4 23:28
谁说不要返还燃烧热了呢？那是违反能量守恒定律的，问题是二氧化碳很稳定-就是很难加氢进去把氧取代出来，用新催化剂可以降低难度-比如降低反应温度、提高反应效率，并没有说不要外加能量了啊。
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-5 07:37
考拉 发表于 2017-5-5 01:12
你这话说到点子上了，电化学键的能量和氧化的化学能差不多，但密度低多了，这是电池不如燃料的地方。
作者: 大萝卜 时间: 2017-5-5 07:38
履虎尾 发表于 2017-5-5 07:03
把水喷到二氧化碳里，把二氧化碳通水里，你想说哪个？
作者: 胖猴 时间: 2017-5-5 08:22
标题: 和盖斯定律一点不矛盾。整个链条里化学反应是一两个环节。烃类在这个里面是纯能和运输环节而已。有损耗是必然的，考虑效率即可。。。。。。
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