2016年2月15日 星期一

溫室氣體可成燃料?

Carbon dioxide captured from air converted directly to methanol fuel for the first time

University of Southern California

February 2, 2016

detail: original news, essay


研究員史無前例的,在較低的溫度中,將大氣中的二氧化碳直接轉換成甲醇


這項研究是由 USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences 的 G.K. Surya Prakash 和 George Olah 主導。這項研究可說是「一兼二顧,摸蛤仔兼洗褲,有吃擱有掠。」一方面可以藉由轉換二氧化碳成他的燃料親戚(its combustible cousin)-甲醇-穩定大氣層中溫室氣體的量;另一方面,對燃料電池和內燃機而言,甲醇是一個乾淨的燃料,更是製造許多石化產品的原料。

同是 USC Loker Hydrocarbon Research Institute 的化學教授 G.K. Surya Prakash 說道,研究如何控制碳是未來的趨勢。

G.K. Surya Prakash 說明,他們使大氣氣泡通過五乙烯六胺的水溶液,視為催化劑使二氧化碳在高壓下含住氫氣(The researchers bubbled air through an aqueous solution of pentaethylenehexamine (or PEHA), adding a catalyst to encourage hydrogen to latch onto the CO2 under pressure.),然後加熱該溶液,79% 的二氧化碳會變成甲醇,雖然甲醇融在水溶液裡,但很容易蒸餾。
The carbon dioxide-to-methanol process.

這個新方法於 Dec. 29 發表於 Journal of the American Chemical Society,但是 Prakash 和 Olah 期望能改進這個反應以供工業使用,然而這似乎要花上 5 到 10 年。Prakash 說道,我們現在當然沒有辦法跟每桶 30 美元的石油競爭,但是我們現在燃燒的石油是遠古的陽光(fossilized sunshine),總有一天會耗盡,但是現在的太陽還會繼續發光 50 億年,我們最好能用就用。

儘管其對環境巨大的效應,然而根據美國國家海洋暨大氣總署的計量,二氧化碳只占大氣體積的 0.04% (跟空氣中的惰性氣體氬的 1%相比之下,實在是少之又少)

之前的系統需要多及反應,甚至高溫高壓高濃度才會反應,這也導致該再生的轉換效率會比Prakash 和 Olah 預期來的低。

這個新系統運作於攝氏 125 至 165 下,若想要最小化催化劑的損耗(分解),運作溫度可調至攝氏155 度,他們展示,就算連續進行五次,其損耗量也極小。同時這也是個勻相催化劑,使該反應成為速度極高的一鍋法