当减缓气候变化日益成为人类社会共同面临的重大命题,世界各国都在努力探索减少温室气体排放的技术创新。二氧化碳既然在地球上大量存在,为什么不能“改邪归正”,成为合成能源的上好原材料呢?于是,科学界将二氧化碳视作“碳源”化合物——借助太阳能、风能、核能等替代能源电解水制得的氢气,将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料。1994年诺贝尔化学奖得主、有机化学家乔治·安德鲁·欧拉(George Andrew Olah)教授提出“人工碳循环”概念。诞生在张江的二氧化碳直接制汽油技术,则将欧拉的“人工碳循环”设想变成了现实。
透明如水,一揭盖便飘出一股浓浓的汽油味,记者昨天在中科院低碳转化科学与工程重点实验室见到了来之不易的“二氧化碳系”汽油。要知道,二氧化碳分子天性“懒惰”,不喜改变,很难将其转化为含有两个碳原子及以上的化合物。目前,国际上关于二氧化碳资源化利用的研究,主要集中在甲醇、甲酸、甲烷和一氧化碳等简单小分子化合物的合成上,也就是说,要通过多个步骤,利用多个催化剂,才能实现从二氧化碳到汽油的转变。
此次,上海高研院孙予罕、钟良枢和高鹏团队成功设计出金属氧化物/分子筛双功能催化剂,其“身兼数职”,省却了中间环节,帮助二氧化碳“一步到位”直接转化为汽油。在这高效“变身术”中,高附加值有效组分(即汽油)的产出率颇高,副产物(即甲烷)的产出率则很低,工业性能显著提高;环境效益就更加明显了,可以真正做到二氧化碳的净减排。“理论上来说,用这个方法实现二氧化碳直接制汽油,与传统石油裂解获得汽油,在经济上已有可比性。”上海高研院温室气体与环境工程中心主任、中科院低碳转化科学与工程重点实验室副主任魏伟表示。
目前,研发团队已完成催化剂制备放大,并获得高机械强度的工业尺寸颗粒催化剂。该催化剂体系已具备在工业条件下示范应用的条件。昨天,国际著名学术期刊《自然-化学》在线发表了这一研究成果,审稿人将其高度评价为二氧化碳转化领域的一大突破。据悉,相关成果已申报中国发明专利和国际PCT专利。