將二氧化碳固定為奈米纖維之實用技術

 

刊登日期:2024/2/20
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美國布魯克海文國家實驗室(BNL)與哥倫比亞大學(Columbia University)開發了一項以二氧化碳合成奈米碳纖維(CNF),可長年封存溫室氣體之技術。

既有以二氧化碳合成奈米碳纖維的方法須利用1,000°C的溫度進行直接合成,但對於削減二氧化碳而言,能源效率差且不切實際。有鑑於此,研究團隊開發了一項在能源效率較佳的400℃條件下以二氧化碳合成奈米碳纖維的方法。此方法將合成過程大致分為2階段,透過電化學反應與熱化學反應的利用,並分別使用不同的觸媒,進而達到在常壓與相對較低溫度下的合成。

由於透過合成一氧化碳可以在更低的溫度下合成奈米碳纖維,因此第一階段的反應採用了以鈀觸媒將二氧化碳與水(H2O)電解成一氧化碳與氫氣(H2)的方法。而此方法亦具有生產再生能源(氫氣)的優點。

第二階段的熱化學反應使用了由鐵與鈷合金製成的熱觸媒,從一氧化碳合成奈米碳纖維。熱觸媒在400°C左右的溫度下作動,遠低於從二氧化碳直接轉換為奈米碳纖維所需的溫度。

此外,反應中使用的觸媒可再利用且可從市面上取得,故此方法具有實用性。透過研究結果亦證明2階段的合成策略除了能生產可再生的氫氣之外,並可同時從二氧化碳生產有價值的固體碳製品。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/240124_cnf.html
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