地球大氣中二氧化碳含量過高造成了溫室效應,進而引發(fā)了冰川消融、海平面上升、氣候帶北移等一系列嚴重生態(tài)災難,如今的氣候變化已成為影響人類生存和發(fā)展的首要大敵。不過最近,科學家們提出了一個新的想法來回收大氣中過量的CO2——將其轉(zhuǎn)化為塑料。
雖然塑料本身并不是環(huán)保的材料,但將CO2轉(zhuǎn)化為塑料不僅可以變廢為有用之物,還可以減少使用化石燃料生產(chǎn)塑料的需求,讓我們更加接近巴黎氣候協(xié)定限制的目標。這種新方法是將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯,而乙烯是工業(yè)制造塑料(聚乙烯)的原材料,這一成果使得二氧化碳到塑料的轉(zhuǎn)化成為可能。
研究人員使用涉及X射線光譜學和計算機建模技術,通過分析電磁輻射來確定其關鍵催化劑。這要歸功于薩斯喀徹溫大學的加拿大光源(CLS)高級科學家Tom Regier開發(fā)的新型設備,使得研究人員能夠?qū)崟r研究催化劑的形態(tài)和化學環(huán)境。來自多倫多大學的Rafael Quintero-Bermudez教授表示,以前從來沒有這樣做過,這個新穎、獨特的測量使我們能夠探索很多有關這一過程反應機理的科學問題。
高效的催化劑對于二氧化碳還原反應是絕對的必要。雖然許多金屬可以作為二氧化碳還原反應的催化劑,但目前已知銅是唯一可以催化生產(chǎn)乙烯的金屬。研究人員進一步精確設計了反應控制進程,使乙烯產(chǎn)量最大化,與此同時使像甲烷這樣的廢物維持在最低水平。
銅就像一種具有魔力的金屬,利用它可以生產(chǎn)許多不同的化學品,如甲烷、乙烯和乙醇,但是對反應的控制卻極其困難。目前科學家們正在努力開發(fā)新型可持續(xù)的方式來滿足未來的能源需求,而這一從大氣廢品中獲取價值的技術無疑頗具潛力。
截止2015年,僅我國的聚乙烯年產(chǎn)量已達到1500萬噸,全球產(chǎn)量更是超過1.0億噸,憑借這一新轉(zhuǎn)化技術和適合的碳捕集技術,相信未來可以以更加環(huán)保的方式生產(chǎn)塑料,同時從大氣中去除過剩的二氧化碳。一起期待吧…