新技术可将二氧化碳转化为燃料

　　据西班牙《先锋报》网站11月1日报道，二氧化碳是人类活动(使用化石燃料和其他燃料)排放的主要温室气体，而温室气体是导致气候变化的一大因素。从这个意义上说，应对气候变化的方法包括减少向大气层排放二氧化碳和其他温室气体。捕集、封存二氧化碳等温室气体是减缓气温上升的另一种可行方法。从大气或工业废气中捕获二氧化碳，并将其转化为可重复使用的化合物的可能性也被研究过，但迄今为止还没有找到高效、安全和经济的方法来实现这一目标。

　　来自麻省理工学院和哈佛大学的一组研究人员开发了一种有效方法，可以将二氧化碳转化为液相或固相的甲酸盐，再经过相对简单的转化过程后，就可以像目前使用氢或甲醇一样用于燃料电池和发电。

　　这并不是第一次有人提出通过转化为甲酸盐来减少二氧化碳的方法(多年来，包括西班牙研究机构在内的多个国际团队一直在研究这一课题)，但据麻省理工学院和哈佛大学的研究人员称，他们现在提出的这一方案在生产的简易性、工艺的经济性和产品的安全性等重要方面都是最先进的。这项研究的结果已于10月30日发表在美国《细胞报告·物理科学》杂志上。

　　这种将二氧化碳转化为甲酸钠或甲酸钾的新工艺由麻省理工学院教授李巨(音)，麻省理工学院博士生张震(音)、任志初(音)和亚历山大·H·奎因，以及哈佛大学博士生奚大伟(音)共同开发。

　　该过程涉及捕获二氧化碳气体并通过电化学方法将其转化为固体甲酸盐粉末，然后将其用于燃料电池发电。据麻省理工学院发布的一份新闻稿，目前，这一新系统已在实验室规模上成功进行了测试，但研究人员希望它可以扩展到为居民家庭提供无排放的热能和电力，甚至用于工业或电网规模的应用。

　　李巨教授介绍说，迄今为止开发的一些将二氧化碳转化为燃料的方法通常涉及两个阶段的过程：首先，通过化学方法捕获二氧化碳气体并将其转化为固体形式，例如碳酸钙；然后加热该材料以排出二氧化碳并将其转化为可燃原料。

　　作为新方法的主要研究人员之一，李巨表示，第二步的效率非常低，通常只能将不到20%的二氧化碳气体转化为所需产品。相比之下，新方法可实现90%以上的二氧化碳转化率，并且无需低效的加热步骤。首先将二氧化碳转化为一种中间形式——液态金属碳酸氢盐，然后再将其转化为可用于发电的甲酸盐。

　　李巨教授说，这样生产出的高浓度甲酸钠或甲酸钾液态溶液可以通过太阳光照蒸发等方法干燥，生成高度稳定的固体粉末，从而可以在普通钢罐中储存数年甚至数十年。

　　身为麻省理工学院核科学与工程系以及材料科学与工程系研究员的李巨强调，该团队开发的几个优化步骤，在将低效的化学转化过程转变为实用的解决方案方面，发挥了重要作用。

　　麻省理工学院公布了这一新方法的一些细节，指出“碳捕集与转化过程首先涉及一种基于碱性溶液的捕集方法，这种方法可以从发电厂废气等高浓度排放或者浓度很低的来源(甚至是室外)以液态金属碳酸氢盐的形式捕集二氧化碳”。麻省理工学院表示：“然后，通过使用阳离子交换膜电解槽，这种碳酸氢盐通过电化学方式被转化为固态晶体，二氧化碳转化率高于96%。这一点在该团队的实验室规模实验中得到了证实。”

　　通过二氧化碳转化新方法生成的晶体具有很长的保质期且非常稳定，可以储存数年甚至数十年，几乎没有任何损耗。