加州大學(xué)洛杉磯分校薩穆里理工學(xué)院，萊斯大學(xué)和加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種更輕松，更綠色的合成氣生產(chǎn)方法。

一項詳細研究他們工作的研究今天發(fā)表在《自然能源》上。

合成氣(“合成氣”的簡稱)是一氧化碳和氫氣的混合物。它用于制造氨，甲醇，其他工業(yè)化學(xué)品和燃料。產(chǎn)生合成氣的最常見過程是煤氣化，它在高溫下使用蒸汽和氧氣(來自空氣)(該過程會產(chǎn)生大量二氧化碳)。

一種更環(huán)保的合成氣生產(chǎn)方法，稱為甲烷干重整，涉及使兩種有效的溫室氣體發(fā)生反應(yīng)-甲烷(例如，來自天然氣)和二氧化碳。但是該方法并未在工業(yè)規(guī)模上廣泛使用，部分原因是它需要至少1300華氏度(700攝氏度)的溫度才能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。

在過去的十年中，研究人員試圖改善使用各種金屬合金制造合成氣的工藝，這些合金可以在較低的溫度下催化所需的化學(xué)反應(yīng)。但是測試要么效率低下，要么導(dǎo)致金屬催化劑被焦炭覆蓋，焦炭殘留的大部分碳在過程中會積聚。

在這項新的研究中，工程師發(fā)現(xiàn)了一種更合適的催化劑：銅，其中的一些貴金屬釕原子暴露在可見光下。這種新型催化劑的形狀像一個直徑約5納米的微小凸起(納米是十億分之一米)，位于金屬氧化物載體的頂部，能夠進行化學(xué)反應(yīng)，利用可見光選擇性地從兩種溫室氣體中產(chǎn)生合成氣光來驅(qū)動反應(yīng)，而無需任何其他熱能輸入。

另外，原則上，該過程僅需要集中的陽光，這也可以防止困擾早期方法的積碳。

加州大學(xué)洛杉磯分?；瘜W(xué)與生物分子工程學(xué)教授，論文的相應(yīng)作者艾米莉·卡特說：“合成氣在化學(xué)工業(yè)中被廣泛使用，以創(chuàng)造出許多使我們的日常生活得以發(fā)展的化學(xué)物質(zhì)和材料。” “這項新工藝令人興奮的是，它提供了機會，使捕獲的溫室氣體發(fā)生反應(yīng)-減少向大氣排放的碳-同時使用廉價的催化劑和以陽光形式的可再生能源而不是使用化石燃料來生產(chǎn)這種關(guān)鍵的化學(xué)原料。 ”