科学家发现将二氧化碳转化为碳纳米纤维的新方法

行业动态 / 2024-01-23 09:29:54

科学家们设计出了一种将大气中的二氧化碳（CO2）转化为有价值的碳纳米纤维的策略，这对减少二氧化碳排放和应对气候变化具有重要意义。该策略利用串联电催化和热催化反应将二氧化碳和水转化为碳纳米纤维，并产生氢气作为有益的副产品。这种碳纳米纤维可以用于加固水泥等建筑材料，并在数十年内锁住碳。

这项电催化-热催化串联碳纳米纤维生产策略通过将CO2和水的共电解转化为合成气（CO和H2），然后在温和条件下的热化学过程中形成碳纳米纤维，规避了热力学限制，从而实现了较高的碳纳米纤维产量。研究人员发现，铁-钴合金和额外的金属钴的协同作用可以增强合成气的离解活化，促进碳-碳键的形成，从而产生碳纳米纤维。

该研究由美国能源部布鲁克海文国家实验室和哥伦比亚大学的科学家们共同开展。他们的方法利用了串联电化学和热化学反应，在相对较低的温度和环境压力下进行，实现了将碳以有用的固体形式锁定的目标，从而抵消甚至实现负碳排放。

这种策略还能产生氢气，这是一种有前景的替代燃料，使用时可以实现零排放。与只是将二氧化碳气体储存起来不同，这种方法将二氧化碳转化为固体有用物质，具有更大的附加值和潜在应用。

此外，该策略还具有可回收性的优点。碳纳米纤维生长过程中，催化剂可以容易地被回收和再利用，从而降低成本并减少能源消耗。实际应用中，二氧化碳足迹分析和催化剂的可回收性都是非常重要的考虑因素。

这项研究的成功为将二氧化碳转化为有价值的碳纳米纤维和可再生的氢气提供了一种新的方法。如果这些工艺由可再生能源驱动，将实现真正的负碳效果，并为减少二氧化碳排放提供新的机遇。


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