剑桥科学家发明太阳能反应堆 可将塑料垃圾和二氧化碳转化为有用化学品

剑桥科学家发明太阳能反应堆可将塑料垃圾和二氧化碳转化为有用化学品就在六个月前，剑桥团队公布了他们的太阳能反应堆的一个版本。它由两个腔室组成，一个处理二氧化碳，另一个处理塑料垃圾，整个装置由钙钛矿太阳能电池供电。然而，该版本仅适用于来自钢瓶的浓缩二氧化碳，这可用作概念证明，但不一定适用于现实世界的设置。因此，对于新版本，该团队对其进行了调整，以处理烟气中的二氧化碳，甚至是环境空气中的二氧化碳。首先，空气被泵送通过碱性溶液，该溶液仅捕获二氧化碳，同时允许氧气和氮气等其他气体以气泡形式逸出。然后可以在另一个腔室的帮助下处理提纯的二氧化碳。“塑料成分是这个系统的一个重要技巧，”该研究的共同第一作者MotiarRahaman博士说。“从空气中捕获和使用二氧化碳会使化学反应变得更加困难。但是，如果我们将塑料废物添加到系统中，塑料就会向CO2提供电子。塑料分解为广泛用于化妆品行业的乙醇酸，二氧化碳转化为合成气，这是一种简单的燃料。”该团队表示，这项技术可以大大有助于解决这两种主要的环境危害，并最终有助于为实现无化石燃料的未来铺平道路。“我们不仅对脱碳感兴趣，而且对去化石化感兴趣——我们需要完全消除化石燃料，以创造真正的循环经济，”该研究的第一作者ErwinReisner教授说。“从中期来看，这项技术可以通过从工业中捕获碳并将其转化为有用的东西来帮助减少碳排放，但最终，我们需要将化石燃料完全排除在外，并从空气中捕获二氧化碳。”该研究发表在《焦耳》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366585.htm

生态环境部：正在组织开展电力碳足迹因子研究

生态环境部：正在组织开展电力碳足迹因子研究生态环境部今日召开4月例行新闻发布会，生态环境部新闻发言人裴晓菲表示，近日，生态环境部、国家统计局发布《2021年电力二氧化碳排放因子》。本次发布的电力二氧化碳排放因子可供不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量时参考使用。后续将建立常态化发布机制，及时更新和定期发布电力二氧化碳排放因子，今年还将发布《2022年电力二氧化碳排放因子》。此外，生态环境部正在组织开展电力碳足迹因子研究，成熟后将发布电力碳足迹因子。

让二氧化碳发挥作用 科学家利用电化学将碳转化为有用的分子

让二氧化碳发挥作用科学家利用电化学将碳转化为有用的分子该团队的论文最近发表在《自然》杂志上。该论文的共同第一作者是中国四川大学的博士后研究员余鹏和张文以及孙国权。由文理学院化学和化学生物学教授宋林领导的康奈尔大学团队以前曾利用电化学过程将简单的碳分子拼接起来，形成复杂的化合物，不需要贵金属或其他催化剂来促进化学反应。在新项目中，他们将目光投向了一个更具体的目标：吡啶，FDA批准的药物中第二普遍的杂环化合物。杂环是有机化合物，其中分子的原子被连接成环状结构，其中至少有一个不是碳。这些结构单元被认为是"药引子"，因为它们经常出现在有药用价值的化合物中。它们也普遍存在于农用化学品中。研究人员的目标是制造羧基化的吡啶，即附加了二氧化碳的吡啶。将二氧化碳引入吡啶环的好处是，它可以改变分子的功能，并有可能帮助它与某些目标结合，如蛋白质。然而，这两个分子并不是天然的伙伴。吡啶是一种反应性分子，而二氧化碳通常是惰性的。该论文的共同第一作者、四川大学的余大刚说："直接将二氧化碳引入吡啶的方法非常少。目前的方法有非常严重的局限性。"宋林的实验室将其在电化学方面的专长与余的小组在有机合成中利用二氧化碳的专长相结合，他们能够成功地创造出羧基吡啶。他说："电化学给了你这种杠杆作用，可以拨出足以激活甚至一些最惰性的分子的电位，这就是我们能够实现这一反应的原因。"该团队的偶然发现是在他们进行电合成的时候出现的。化学家们通常以两种方式之一进行电化学反应：在一个非分割的电化学池中（其中提供电流的阳极和阴极在同一溶液中）或在一个分割的电化学池中（其中阳极和阴极被一个多孔隔板隔开，该隔板阻止大型有机分子但允许离子通过）。一种方法可能比另一种更有效，但它们都产生相同的产品。研究小组发现，通过从分裂的电池切换到不分裂的电池，他们可以选择性地将二氧化碳分子附着在吡啶环的不同位置上，产生两种不同的产品。在未分裂的细胞中产生C4-羧化作用，在分裂的细胞中产生C5-羧化作用。"这是我们第一次发现，仅仅通过简单地改变细胞，也就是我们所说的电化学反应器，就能完全改变产品，"宋林说。"我认为对其发生原因的机理理解将使我们能够继续将同样的策略应用于其他分子，而不仅仅是吡啶，也许还能以这种选择性但可控的方式制造其他分子。我认为这是一个可以推广到其他系统的一般原则。"虽然该项目的二氧化碳利用形式不会解决气候变化的全球挑战，但这是以有用的方式利用过量二氧化碳的一小步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346465.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346465.htm

新型太阳能技术可将温室气体转化为燃料和有用化学品

新型太阳能技术可将温室气体转化为燃料和有用化学品访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器在太阳光的集中照射下，这种复合材料在甲烷与二氧化碳的干转化（DRM）过程中表现出卓越的性能，合成气进化率达到180.9mmolgcat-1h-1，选择性达到96.3%。与传统催化系统相比，这是一项重大改进，因为传统催化系统通常需要高能量输入，而且会迅速失活。"我们的工作代表着在应对温室气体排放和可持续能源生产双重挑战方面迈出的重要一步，"上海交通大学首席研究员周宝文教授说。"通过利用太阳能和合理设计的纳米结构，我们展示了一条将废气转化为宝贵化学资源的绿色高效路线。"研究人员探索了Rh/InGaN1-xOx纳米线在光照驱动下与二氧化碳进行甲烷干转化制合成气（CH4+CO2+light=2CO+2H2）的应用。该研究提出，用O部分取代InGaN中的N可以大大提高催化剂在光照下的活性和稳定性，而无需额外加热。研究人员将其光催化剂的卓越性能归功于光活性InGaN纳米线、氧修饰表面和催化活性铑纳米颗粒的整合所产生的协同效应。机理研究表明，结合的氧原子在促进二氧化碳活化、促进一氧化碳生成和抑制催化剂因焦化沉积而失活方面起着至关重要的作用。这项研究成果发表在著名的《科学通报》杂志上，为开发先进的光催化系统，利用可再生资源可持续地生产燃料和化学品铺平了道路。研究小组相信，他们的方法可以推广到其他重要的化学反应中，为绿色化工提供新的机遇。周宝文教授说："我们对这项技术的前景感到兴奋。"通过进一步优化催化剂设计和反应器配置，我们的目标是扩大该工艺的规模，并证明其在实际应用中的可行性。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431408.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431408.htm

全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付

全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付今天（5月10日），中国船舶集团自研的全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付。船舶碳捕集系统是运用有机胺循环吸附技术，这项技术可以将船尾气中的二氧化碳进行吸附后，再经过多道工艺处理，最后以99.7%左右纯度的液态二氧化碳进行存储。今天交付的首罐二氧化碳就是这套系统收集的，这也标志着我国在全球范围内首次完成了该项技术的全流程生态闭环。

MIT实现最具挑战性的工业排放物去碳化 完成高能效二氧化碳捕集与转化

MIT实现最具挑战性的工业排放物去碳化完成高能效二氧化碳捕集与转化研究人员揭示了如何通过单一电化学过程捕获和转化二氧化碳。在这一过程中，电极（如图中布满气泡的电极）被用来吸附从吸附剂中释放出来的二氧化碳，并将其转化为碳中性产品。图片来源：JohnFreidah/MITMechE钢铁、水泥和化学制造等行业由于在生产过程中固有地使用碳和化石燃料，因此特别难以实现脱碳。如果能开发出捕获碳排放并在生产过程中对其进行再利用的技术，就有可能大幅减少这些"难以消减"行业的排放量。然而，目前捕获和转化二氧化碳的实验技术是两个独立的过程本身就需要大量的能源来运行。麻省理工学院的研究小组希望将这两个过程结合成一个综合的、能效高得多的系统，该系统有可能使用可再生能源，从集中的工业资源中捕获和转化二氧化碳。关于碳捕集与转化的最新研究成果在9月5日发表在《ACSCatalysis》杂志上的一项研究中，研究人员揭示了如何通过单一电化学过程捕获和转化二氧化碳的隐藏功能。该过程包括使用电极吸附从吸附剂中释放出来的二氧化碳，并将其转化为还原的、可重复使用的形式。其他人也报告了类似的演示，但驱动电化学反应的机制仍不清楚。麻省理工学院的研究小组进行了大量实验来确定这一驱动因素，结果发现，归根结底，它取决于二氧化碳的分压。换句话说，与电极接触的二氧化碳纯度越高，电极捕获和转化二氧化碳分子的效率就越高。对这一主要驱动因素或"活性物种"的了解，可以帮助科学家调整和优化类似的电化学系统，从而在一个综合过程中有效地捕获和转化二氧化碳。这项研究的结果表明，虽然这些电化学系统可能不适用于非常稀薄的环境（例如，直接从空气中捕获和转化碳排放物），但它们非常适合工业生产过程中产生的高浓度排放物，特别是那些没有明显可再生替代品的排放物。"我们可以而且应该转用可再生能源发电。"研究报告的作者、麻省理工学院1922级职业发展副教授贝塔尔-加兰特（BetarGallant）说："但水泥或钢铁生产等行业的深度脱碳具有挑战性，需要更长的时间。即使我们淘汰了所有的发电厂，我们也需要一些解决方案来在短期内解决其他行业的排放问题，然后才能实现这些行业的完全脱碳。这就是我们看到的一个甜蜜点，类似这个系统的东西可以适合这个甜蜜点。"该研究的麻省理工学院共同作者包括主要作者、博士后格雷厄姆-莱维里克（GrahamLeverick）和研究生伊丽莎白-伯恩哈特（ElizabethBernhardt），以及马来西亚双威大学的艾西娅-伊利亚尼-伊斯梅尔（AisyahIllyaniIsmail）、罗俊辉（JunHuiLaw）、阿里夫-阿里富扎曼（ArifArifutzzaman）和穆罕默德-凯瑞丁-阿鲁阿（MohamedKheireddineAroua）。了解碳捕集过程碳捕集技术旨在捕集发电厂和制造设施烟囱中的排放物或"烟气"。主要通过大型改装设备将排放物导入装有"捕集"溶液（胺或氨基化合物的混合物，可与二氧化碳发生化学结合，产生一种稳定的形式，可从烟道气的其余部分中分离出来）的室中。然后，通常使用化石燃料产生的蒸汽进行高温处理，将捕获的二氧化碳从胺键中释放出来。纯净的二氧化碳气体可被泵入储罐或地下、矿化或进一步转化为化学品或燃料。"碳捕集技术是一项成熟的技术，其化学原理已经有大约100年的历史，但它需要真正的大型装置，而且运行成本相当高，能源密集，"Gallant指出。"我们需要的是更模块化、更灵活的技术，可以适应更多样化的二氧化碳来源。电化学系统可以帮助解决这个问题。"她在麻省理工学院的研究小组正在开发一种电化学系统，既能回收捕获的二氧化碳，又能将其转化为还原的可用产品。她说，这样一个集成系统，而不是一个分离的系统，可以完全由可再生能源供电，而不是由化石燃料产生的蒸汽供电。他们的概念集中在一个电极上，这个电极可以安装在现有的碳捕集解决方案的腔体中。当向电极施加电压时，电子就会流向二氧化碳的活性形式，并利用从水中提供的质子将其转化为产物。这样，吸附剂就可以吸附更多的二氧化碳，而不是使用蒸汽来吸附二氧化碳。Gallant以前曾证明，这种电化学过程可以捕获二氧化碳并将其转化为固体碳酸盐形式。她说："我们在非常早期的概念中就证明了这种电化学过程是可行的。从那时起，就有其他研究集中于利用这一过程尝试生产有用的化学品和燃料。但对这些反应的工作原理的解释却不一致。""单独二氧化碳"的作用在新的研究中，麻省理工学院的研究小组用放大镜来观察驱动电化学过程的具体反应。在实验室中，他们生成了类似于用于从烟道气中提取二氧化碳的工业捕集溶液的胺溶液。他们有条不紊地改变每种溶液的各种特性，如pH值、浓度和胺的类型，然后让每种溶液通过银电极，银是一种广泛用于电解研究的金属，已知能有效地将二氧化碳转化为一氧化碳。然后，他们测量了反应结束时转化的一氧化碳浓度，并将这一数字与他们测试的其他每种溶液的数字进行了比较，以确定哪种参数对一氧化碳的生成量影响最大。最后，他们发现，最重要的并不是像许多人怀疑的那样，最初用来捕获二氧化碳的胺的类型。相反，最重要的是溶液中避免与胺结合的、自由漂浮的二氧化碳分子的浓度。这种"单独的二氧化碳"决定了最终产生的一氧化碳的浓度。Leverick说："我们发现，与被胺捕获的二氧化碳相比，这种'单独'的二氧化碳更容易发生反应。这告诉未来的研究人员，这种工艺在工业流中是可行的，可以有效地捕获高浓度的二氧化碳，并将其转化为有用的化学品和燃料"。Gallant强调说："这不是一种去除技术，这一点很重要。它带来的价值在于，它可以让我们在维持现有工业流程的同时多次循环利用二氧化碳，从而减少相关排放。最终，我的梦想是利用电化学系统促进二氧化碳的矿化和永久储存，这是一种真正的清除技术。这是一个更长远的愿景。而我们开始了解的许多科学知识正是设计这些工艺的第一步。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384833.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384833.htm