二氧化碳直接制液體燃料研究獲重大突破

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1、二氧化碳直接制液體燃料研究獲重大突破 中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨上海高 研院-上海科技大學(xué)低碳能源聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在二氧化碳利用領(lǐng) 域取得重大進(jìn)展,創(chuàng)造性地采用氧化銦/分子篩 (In2O3/HZSM-5)雙功能催化劑,,實(shí)現(xiàn)了二氧化碳加氫一 步轉(zhuǎn)化,得到清潔汽油的選擇性高達(dá)近80%,是目前國際上 這一領(lǐng)域最高的。6月12日,相關(guān)研究在線發(fā)表于《自然- 化學(xué)》(NatureChemistry)。 該成果的概念可以追溯到著名諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者 Olah提由的“人工碳循環(huán)”一一借助替代能源將CO殖接轉(zhuǎn) 化為液體燃料可使得整個(gè)碳循環(huán)更加有效。 二氧化碳是最主要的溫室氣體,全球

2、各大經(jīng)濟(jì)體共同正 面臨嚴(yán)峻的減排壓力,中國也不例外。同時(shí),二氧化碳也是 一種自然界大量存在的“碳源”化合物,若能借助科技手段 “化廢為寶”,不僅能緩解碳排放帶來的環(huán)境問題,還將成 為非常理想的能源補(bǔ)充形式。 目前國際上的研究主要集中在將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇、 甲烷和一氧化碳等簡(jiǎn)單小分子化合物的合成。中科院低碳轉(zhuǎn) 化科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)卻不滿足于此,“將二氧化 碳直接合成高碳烴類化合物的研究較少,卻更有價(jià)值?!痹? 實(shí)驗(yàn)室副主任鐘良樞說。 他們從催化劑體系中找到了突破口。針對(duì)現(xiàn)有催化劑效 率不高而且穩(wěn)定性不好的弊端,孫予罕、鐘良樞和高鵬團(tuán)隊(duì) 成功地設(shè)計(jì)出了金屬氧化物/分

3、子篩雙功能催化劑,在二氧 化碳高選擇性(近80%)轉(zhuǎn)化為高碳烴方面取得突破。 “我們先利用氧化銦來活化二氧化碳并進(jìn)行選擇性加 氫,再通過中間體傳遞至分子篩籠中,發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)得到汽 油烴類組分。”鐘良樞向記者介紹了雙功能催化劑一步轉(zhuǎn)化 成液體燃料的關(guān)鍵步驟。 同時(shí),研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成了催化劑制備放大并得到高機(jī)械強(qiáng) 度的工業(yè)尺寸顆粒催化劑,在工業(yè)條件下該催化劑體系具備 了示范應(yīng)用的條件。該工作得到了審稿人的高度評(píng)價(jià),被認(rèn) 為是二氧化碳轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的一大突破,為二氧化碳轉(zhuǎn)化為化學(xué) 品及燃料提供了重要的平臺(tái)。 多年來,中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在二氧 化碳高效活化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域做了大量的研究工作并取得了系列 研究成果。2019年,該實(shí)驗(yàn)室在《自然》雜志上發(fā)表合成氣 直接制烯烴的研究成果,并入選了上海市2019年十大科技 事件。 “科教融合的大團(tuán)隊(duì)通過協(xié)同創(chuàng)新,有助于原創(chuàng)性成果 的產(chǎn)出”,中科院上海高等研究院院長(zhǎng)助理魏偉表示。 第 2 頁

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