纳米研究可能有助于将二氧化碳废物转化为可用产品

麦克马斯特大学的一组研究人员和哥本哈根丹麦技术大学的计算化学专家准确地揭示了这一过程的工作原理和问题所在，从工业废物中捕获空气中的二氧化碳并将其制成燃料和塑料的动力正在增强。

研究人员着手解决为什么已被证明能够催化和转化二氧化碳的合成材料分解得太快，以至于该过程无法在工业水平上实用。

使用位于麦克马斯特校区的加拿大电子显微镜中心(CCEM)的极其强大的放大设备，研究人员能够捕捉到纳米级(十亿分之一米)的化学反应，从而使他们能够研究转化过程并了解催化剂如何分解在操作条件下下降。

主要作者艾哈迈德·阿卜杜拉(AhmedAbdellah)花了数年时间开发技术，使观察这一过程成为可能，使用一个足够小的电化学反应器，可以在中心的电子显微镜下工作。

“令我们兴奋的是，这是第一次有人能够观察这些结构的形状及其晶体结构，了解它们如何在纳米尺度上演化，”前化学工程博士生阿卜杜拉说。德鲁·希金斯(DrewHiggins)实验室，现在是CCEM的博士后研究员。

希金斯是该论文的通讯作者，该论文新发表在《自然通讯》杂志上，他希望这些新信息能够促进全球减少碳污染的努力，方法是从废物流中吸收二氧化碳，然后将其回收以制造有用的产品，否则这些产品将被废弃。由化石燃料生产。

“我们发现，可以将二氧化碳转化为燃料和化学品的催化剂在操作条件下会非常迅速地重组。它们的结构发生了变化，特性也发生了变化，就在我们眼前”希金斯说。

“这决定了它们转化二氧化碳的效率以及持续时间。催化剂最终会降解并停止工作，我们想知道它们为什么会这样做以及它们是如何做到的，以便我们可以制定策略来延长其使用寿命。”

阿卜杜拉、希金斯和他们的同事希望他们和世界各地的其他研究人员能够利用新论文中描述的研究结果来延长反应材料的使用寿命并更有效地催化该过程，从而扩大基于实验室的过程的规模用于商业用途。

希金斯解释说，水泥制造、酿造和蒸馏等行业以及化学精炼厂会产生大量易于回收的二氧化碳，一旦该技术改进到具有商业可行性，它们很可能成为推广该技术的首要目标。

接下来是工业废物中其他浓度较低的二氧化碳形式。

希金斯表示，虽然今天实现的可能性不大，但同样的技术有可能变得足够高效和稳定，从环境空气中提取二氧化碳作为燃料和有用化学品的“原料”。

“我们还有一点距离，但在过去五年左右的时间里，这一领域的研发进展非常迅速，”希金斯说。

“十年前，人们并没有考虑这种转变，但现在我们开始看到希望。然而，效率和耐用性还不够高。一旦这些瓶颈被消除，这个想法就能真正起飞。”