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碳中和:新型催化剂催化二氧化碳制甲醇

来源:技术茂

时间:2022-05-22

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近日,国内研究者报道了一种全新的镉/二氧化钛催化剂,使二氧化碳转化率达到15.8%,同时甲醇选择性达到81%,甲烷选择性控制在0.7%以下,是目前已知的二氧化碳加氢制甲醇催化剂中综合性能最优的催化剂之一。

我国二氧化碳排放量巨大,完成“碳达峰碳中和”任务艰巨。与此同时,我国可再生能源丰富,但目前利用形式主要是发电,如何利用可再生能源合成液体燃料,成为关系我国能源和工业低碳发展的重要课题。太阳燃料合成提供了从可再生能源到绿色液体燃料生产的全新途径,它是指利用太阳能等可再生能源发电,进而电解水制备绿氢、将二氧化碳加氢转化为甲醇等液体燃料,从而把可再生能源存储在液体燃料中,被形象地称为“液态阳光”。太阳燃料合成一方面可实现二氧化碳减排,另一方面可将可再生能源存储在液体燃料中,解决可再生能源波动性、间歇性的问题。

太阳燃料合成主要包括水分解制氢、二氧化碳捕集、二氧化碳加氢制甲醇等关键技术,其中二氧化碳加氢制甲醇是一个制约步骤,具体来讲是缺乏高活性、高选择性、高稳定性催化剂及其匹配工艺。目前许多工作基于CuZnO组分研发二氧化碳加氢制甲醇催化剂,但该类催化剂上副反应逆水煤气变换反应难以抑制,且易中毒失活。近年来,许多研究工作聚焦到开发新催化剂体系上,如氧化锌二氧化锆固溶体催化剂可从根本避免上述问题,但该催化剂体系反应活性有待进一步提高。三氧化二铟催化剂及最新报道的钴二氧化硅催化剂、硫化钼催化剂等又存在活性低或副产物甲烷含量高等缺点。开发高效二氧化碳加氢制甲醇新体系仍是当下研究的热点和重点。

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