“净负”系统将捕获的二氧化碳转换为制作塑料的前体材料
2022-09-13 来源:cnBeta.COM
伊利诺伊大学芝加哥分校（UIC）的工程师们已经开发出一种设备，可以有效地将捕获的二氧化碳转化为乙烯，一种塑料前体材料。当使用可再生能源运行时，该技术可以使塑料生产实现净负排放。
尽管世界非常依赖塑料，但这种多功能材料对环境造成了可怕的损失，首先是其生产过程中排放的大量二氧化碳。多年来，科学家们一直在尝试将捕获的二氧化碳转化为有用的材料，如乙烯（塑料的主要前体之一），使用石墨烯量子点或食硫菌等新技术可以用来应对这一问题。
在这项新的研究中，UIC团队设计了一个电化学电池，可以更有效地进行转换。腔室的一半充满了水基溶液，而另一半则含有气态二氧化碳。它们被一个三维铜网隔开，电流通过铜网。
这个过程将带电的氢原子从水分子中吸引到另一个腔室，然后它们在那里与二氧化碳中带电的碳原子结合，形成C2H4-乙烯。该团队说，几乎100%的二氧化碳被转化为乙烯，这比其他方法高得多，该过程的副产品包括氧气和其他碳基燃料。
通常情况下，乙烯生产是一个能源密集型过程，按照传统工艺，每生产一吨乙烯就会释放多达1.5吨的二氧化碳。但该团队表示，如果使用可再生能源来运行新系统，它可以使塑料生产消耗的二氧化碳反而多于它释放的二氧化碳。
这项研究的首席研究员Meenesh Singh说："这是一个净负系统，每生产1吨乙烯还可以用掉6吨二氧化碳，如果采用旧的工艺，这些二氧化碳就会被释放到大气中。"
就能源效率而言，该过程还将约10%的太阳能转化为碳产品，约4%转化为乙烯。这听起来可能不多，但该团队表示，前者的效率比目前最先进的技术高五倍，而第二个数字与自然光合作用差不多。
该研究发表在《细胞报告物理科学》杂志上。
