降低二氧化碳排放量的新式催化劑

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因為科技與工業的發展,我們大量製造二氧化碳,導致空氣中的二氧化碳含量日益增加。人類活動如發電、運輸、工業和大量使用化石燃料的行為,以及濫砍森林減少了對大氣中二氧化碳的吸收量,致使二氧化碳濃度增加,使得全球溫室效應加劇,造成氣候變遷。因此,如何降低二氧化碳的排放量,對於減緩氣候危機是我們現在非常重要的課題。

如果大氣中的 二氧化碳含量不再增加,則必須將二氧化碳轉化為其他物質。然而,由於 二氧化碳是一種非常穩定的分子,這只能在特殊催化劑的幫助下完成。迄今為止,此類催化劑的主要問題是它們缺乏穩定性:經過一段時間後,許多材料會失去其催化性能。

奧地利維也納工業大學的研究人員現在正在研究一類特殊的礦物—鈣鈦礦(perovskites),一種被用於太陽能電池,作為陽極材料或電子元件的材料。目前奧地利維也納工業大學的研究人員已經成功地生產出一種特殊的鈣鈦礦,非常適合用作將二氧化碳轉化為其他有用物質(例如合成燃料)的催化劑。此種新的鈣鈦礦催化劑非常穩定,價格也相對便宜,很適合工業應用。

研究人員一開始是在研究反向水煤氣變換反應(reverse water-gas shift reaction)。在這個過程中,二氧化碳和氫氣被轉化為水和一氧化碳。然後再進一步處理一氧化碳,例如轉化為甲醇、其他化學基礎材料,甚至轉化為燃料。為了發展出專門為這種反應中所需要的鈣鈦礦類材料,研究人員發現了一種含有鈷、鐵、鈣和釹製成的鈣鈦礦,可以當作反應的催化劑。此種新的鈣鈦礦比其他催化劑更穩定,也具有可以再生的優點,一旦它的催化活性在一段時間後減弱,可以使用氧氣將其恢復到原始的狀態,並繼續使用它作為催化劑。

在初步評估中顯示,此催化劑在經濟上也很有前景,雖然它比其他催化劑貴,但是它更耐用。研究團隊現在開發其他材料來代替鈣鈦礦中的釹,希望可以進一步降低成本。

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霧之舟

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