科學(xué)家于2020年2月17日宣布，已經(jīng)開發(fā)出一種新的催化劑，可以將溫室氣體轉(zhuǎn)化為氫氣、燃料和其他化學(xué)物質(zhì)。

研究人員和政策制定者仍然對不排放二氧化碳的氫燃料能夠取代傳統(tǒng)燃料抱有希望。

工程師們已經(jīng)創(chuàng)造了多種方法將二氧化碳和其他氣體轉(zhuǎn)化為氫氣，但許多方法需要相對稀有和昂貴的元素。

其他催化劑會引發(fā)短暫的化學(xué)反應(yīng)，限制了它們的潛力。

這種催化劑由來自土耳其、沙特阿拉伯和韓國的一組研究人員開發(fā)，使用壽命更長，也更經(jīng)濟(jì)。

主要研究者韓國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所化學(xué)和生物分子工程學(xué)副教授Cafer T YAVUZ在一個新聞發(fā)布會上說：“我們著手開發(fā)一種有效的催化劑,可以轉(zhuǎn)換大量的溫室氣體二氧化碳和甲烷，沒有失敗?！?/p>

該催化劑由鎳、鎂、鉬組成，它們儲量豐富，價格相對低廉。

這種催化劑可以使用一個多月，它能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，將二氧化碳和甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣。

以前，當(dāng)研究人員使用鎳來催化反應(yīng)時，碳的副產(chǎn)品會積累并與催化劑表面的納米顆粒結(jié)合，從而改變反應(yīng)過程。

YAVUZ說:“困難在于對大量催化劑表面的活性位點(diǎn)缺乏控制，因?yàn)槿魏翁峒冞^程都試圖改變催化劑本身的性質(zhì)。”

對于這種新型催化劑，科學(xué)家們將鎳鉬納米顆粒與單晶氧化鎂配對，兩種材料都密封在還原環(huán)境中，這種還原環(huán)境沒有氧氣和其他氧化氣體。

當(dāng)被活性氣體加熱時，納米顆粒在晶體表面移動，尋找干凈的錨點(diǎn)。

催化劑在高溫下產(chǎn)生高能量活性位點(diǎn)，鎖定納米顆粒。

這個過程阻止了鎳基催化劑獲得積炭。

研究者宋永東說，他是韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院化學(xué)與生物分子工程系的一名研究生，“我們花了將近一年的時間才了解其潛在的機(jī)制?！薄耙坏┪覀冊敿?xì)研究了所有的化學(xué)事件，我們就震驚了。”

由于納米顆粒不斷地附著在單晶氧化鎂的邊緣，因此在其表面不會出現(xiàn)破壞反應(yīng)過程的斷裂或變形。

因此，化學(xué)反應(yīng)是精確和可預(yù)測的。

科學(xué)家們將這種新方法稱為“單晶邊緣的納米催化劑”。

科學(xué)家們在發(fā)表于《科學(xué)》(Science)雜志上的論文中寫道:“這項(xiàng)技術(shù)可能會為許多具有挑戰(zhàn)性的反應(yīng)帶來穩(wěn)定的催化劑設(shè)計(jì)?！?/p>