Miljøvenlig kuldioxidkonverteringsproces kan revolutionere eksisterende metode

En ny, miljøvenligt, en-trins proces er blevet udviklet til at omdanne kuldioxid til højere kulbrinter ved hjælp af plasma, ifølge forskere og ingeniører.

Omdannelse af kuldioxid til brugbare flydende brændstoffer og værditilvækstkemikalier som plast giver ikke kun en mulig løsning til at reducere kuldioxidemissioner, men også potentialet til at afhjælpe afhængigheden af ​​fossile brændstoffer. Imidlertid, kuldioxidomdannelse gennem katalyse - en acceleration af en kemisk reaktion - kræver normalt flere trin og høj temperatur (cirka 400–750 grader Fahrenheit) og højt tryk (150 til 600 pounds per square inch), forhold, der kræver meget energi at skabe. At finde en bedre måde at omdanne kuldioxid til affald under milde forhold er stadig en stor udfordring i katalysen.

Forskere fra Penn State, det kinesiske universitet i Hong Kong og Sichuan universitet har muligvis fundet en løsning. Teamet har udviklet et et-trins, plasmaaktiveret katalytisk proces til omdannelse af kuldioxid til højere kulbrinter. I modsætning til traditionelle processer, denne hydrogeneringsmetode drives ved lav temperatur (75 grader Fahrenheit) og tryk (15 pounds per square inch) ved anvendelse af en dielektrisk barriereudladning pakket-plasma-reaktor.

Nøglekomponenten for at få denne nye proces til at fungere er tilføjelsen af ​​ikke-termisk plasma, som giver et særpræget medium til at udføre katalytisk omdannelse ved lave temperaturer på grund af dets ikke-ligevægtskarakteristika, sagde forskerne.

"Der er mange elektroner med høj energi i plasmafasen, "sagde Xiaoxing Wang, lektor i forskning ved Penn State EMS Energy Institute. "Disse elektroner kan aktivere både kuldioxid og brintmolekyler i gasfasen gennem excitation og dissociation uden behov for overfladeadsorption og aktivering efter behov for traditionel termisk katalyse, så reaktionen kan drives ved lav temperatur. "

Plasma i sig selv kan muliggøre carbondioxidhydrogenering til kulilte ved stuetemperatur. Selvom forskellige katalysatorer tidligere er blevet undersøgt for plasmakatalytisk carbondioxidhydrogenering, disse forsøg har kun givet kulilte og metan, med kun en rapport, der viser en højere kulbrinter -selektivitet på cirka 14%. Denne nye undersøgelse er første gang, at denne proces har givet en højere kulbrinter -selektivitet på 46% ved en kuldioxidomdannelsesrate på 74%.

Dette arbejde, for nylig udgivet i Grøn kemi , viser den betydelige indvirkning af katalysator-lejekonfigurationen på plasmakatalytisk carbondioxidhydrogenering til højere kulbrinter i et trin ved lav temperatur og atmosfærisk tryk, sagde forskerne.

I øjeblikket, forskerne bruger en konventionel aluminiumoxid-understøttet Fisher-Tropsch-katalysator til processen. De mener, at metoden kunne forbedres yderligere og udvikler en endnu mere effektiv katalysator, gennem udforskning af, hvordan plasma bidrager til kuldioxidomdannelsen og kulbrintedannelse i den plasmaaktiverede to-katalysator-seng proces.

"Kuldioxidkonvertering står over for udfordringen med klimaforandringer, "Sagde Wang." Vi skal gøre noget for at reducere kuldioxidemissioner. Hvis vi kan omdanne kuldioxid tilbage til brændstoffer, vi lukker kulstofsløjfen og gør hele processen meget mere bæredygtig og grønnere. Dette arbejde giver en ny strategi for udvikling af nye processer til kuldioxidhydrogenering ved lav temperatur og tryk. "