蒙納士大學(xué)和北海道大學(xué)的研究人員研發(fā)出一種可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為柴油燃料的方法,該方法有可能生產(chǎn)出一種凈零液體燃料替代品,為汽車提供具有可持續(xù)性的動力來源。
當(dāng)二氧化碳參與到燃料生產(chǎn)的制造過程中,它就有能力生產(chǎn)減少或逆轉(zhuǎn)凈二氧化碳排放的燃料。當(dāng)該過程所需的氫氣通過太陽能水電解供應(yīng)時,整個過程就變得完全可再生,最終結(jié)果是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)凈零碳排放燃料產(chǎn)品。
為了減少上個世紀(jì)使用化石燃料造成的溫室氣體排放,向100%可再生能源的過渡起到至關(guān)重要的作用。該研究結(jié)論最近發(fā)表在《能源化學(xué)雜志》(Journal of Energy Chemistry)上,研究內(nèi)容揭示了一種柴油燃料替代品,能夠在世界各地應(yīng)用。
蒙納士化學(xué)與生物工程系的Akshat Tanksale副教授表示,OME(甲醛醚)是眾多燃料替代品之一,凈零碳排放特性使其越來越受到關(guān)注。
“OME(甲醛醚)是一種混合柴油或替代燃料,據(jù)我們所知,在世界任何地方其產(chǎn)量都很高。當(dāng)該物質(zhì)與綠色氫結(jié)合使用時,我們提出的制造方法可以提供凈零液體燃料!边@項(xiàng)研究的主要作者Tanksale副教授說。
二甲氧基甲烷(DMM)是一種柴油混合燃料,也是OME的最簡單形式,由于其獨(dú)特的燃料特性,目前正受到高度關(guān)注。在商業(yè)上,它可以通過甲醇氧化制備甲醛,然后與甲醇偶聯(lián)的兩步過程來生產(chǎn),然而目前的甲醇和甲醛都是由天然氣生產(chǎn)的。
在蒙納士研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)開發(fā)的方法中,二氧化碳、氫氣和甲醇被用作在單個反應(yīng)器中生產(chǎn)DMM的原料。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于釕納米顆粒的新型催化劑,使這種反應(yīng)成為可能。該方法另一個優(yōu)點(diǎn)是,能夠在比傳統(tǒng)甲醇和甲醛生產(chǎn)方法低得多的溫度下進(jìn)行,從而顯著提高了能源效率。蒙納士的工程師們還在研究一種從二氧化碳和氫氣中合成甲醇的方法,從而使碳循環(huán)適用于可再生能源。
“將廢棄的二氧化碳回收轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳是一種很有前景的生產(chǎn)燃料的方法,該方法能夠使碳足跡顯著降低。我們很高興能與蒙納士的團(tuán)隊(duì)合作,深入了解催化劑在這項(xiàng)最先進(jìn)工作中的作用。”北海道大學(xué)催化研究所的Abhijit Shrotri博士說。
該項(xiàng)目最近獲得了印度斯坦石油公司(HPCL)的資助,用于進(jìn)一步研究這種最先進(jìn)的催化劑以及達(dá)成該工藝的工業(yè)化和規(guī);。這項(xiàng)工作將使凈零液體燃料更接近現(xiàn)實(shí)。
“將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料是未來實(shí)現(xiàn)凈零排放的重要途徑之一,研究人員正在探索這種轉(zhuǎn)化的有效過程。我們目前專注于多種二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù),用于開發(fā)工業(yè)規(guī)模的催化劑和工藝。我們與蒙納士大學(xué)合作,開發(fā)和擴(kuò)大從二氧化碳中提取OME的生產(chǎn),肯定會有助于實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料的過程,這在當(dāng)前的氣候條件下是必要的!庇《人固故凸镜腉 Valavarasu博士說。
“在這項(xiàng)研究中,我們開發(fā)了一種獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu),可以合成DMM等大分子。釕的粒徑以及催化劑的孔徑和酸度對于該反應(yīng)的發(fā)生極為重要。通過精確控制這些參數(shù),我們能夠?qū)崿F(xiàn)文獻(xiàn)中報(bào)道的最高DMM產(chǎn)量! Waqar Ahmad博士說,他最近完成了這個項(xiàng)目的博士學(xué)位。