眾所周知，隨著大氣中CO2等溫室氣體增多，全球氣候正在發(fā)生變化。因此，捕捉CO2并對(duì)其進(jìn)行循環(huán)再利用，對(duì)于緩解有害的環(huán)境影響，解決氣候危機(jī)，具有重要意義。最近，日本研究人員設(shè)計(jì)了一種帶聚合物涂層的金屬催化劑，可以加速CO2轉(zhuǎn)換，推進(jìn)綠色能源前景。
據(jù)外媒報(bào)道，筑波大學(xué)（University of Tsukuba）的研究人員開發(fā)出涂覆聚乙二醇（PEG）的多孔錫催化劑，可以促進(jìn)CO2轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)化為有用的碳基燃料。
不同的聚合物可以捕捉CO2分子，已知錫催化劑可以將CO2還原為其他分子，如甲酸鹽（HCOO-），并重復(fù)用于為燃料電池提供動(dòng)力。研究負(fù)責(zé)人Yoshikazu Ito教授表示：“我們希望結(jié)合各種因素，使其成為單一的催化劑系統(tǒng)，可以凈化來自周圍環(huán)境的CO2，并將其回收為甲酸鹽。然而，想要獲得理想的甲酸鹽，并實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率，這并不容易。因此，我們不得不微調(diào)催化劑設(shè)計(jì)?！?BR> 比起傳統(tǒng)鍍錫電極，采用帶PEG涂層的錫，可使甲酸鹽的生產(chǎn)率提高24倍，并且不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，相當(dāng)于甲酸鹽產(chǎn)量>99%。為了解相關(guān)反應(yīng)，研究人員制備了涂有另一種可捕捉CO2的聚合物（聚乙烯亞胺，PEI）的錫催化劑，該結(jié)構(gòu)與CO2產(chǎn)生的反應(yīng)不同。
然而，PEG涂層錫的表現(xiàn)仍然超過PEI涂層錫?？紤]到這些聚合物的化學(xué)特征，研究人員認(rèn)為，PEI結(jié)合CO2分子過于緊密，而PEG可在捕捉CO2時(shí)達(dá)到關(guān)鍵平衡度，接著釋放CO2至錫催化劑核心。“通過理論計(jì)算為該反應(yīng)建模，可以證實(shí)PEG更利于將CO2傳遞至錫核心，加速甲酸鹽的生產(chǎn)。然而，我們希望能進(jìn)一步闡明這種PEG-CO2反應(yīng)。 ”
通過更為具體的計(jì)算可以看出，在沒有聚合物時(shí)，錫催化劑的CO2捕捉能力受到限制，而過于密集的PEG層，會(huì)阻止CO2向金屬表面移動(dòng)，從而降低甲酸鹽產(chǎn)量。因此，完整同時(shí)相對(duì)較少的PEG層最為適合，有助于將CO2導(dǎo)入錫，同時(shí)保持富CO2環(huán)境，并阻止形成副產(chǎn)物。
研究人員表示，這種簡單的催化劑涂層技術(shù)可用于開發(fā)系統(tǒng)，將CO2有效轉(zhuǎn)化為甲酸鹽等有用的化合物，為燃料電池設(shè)備提供綠色動(dòng)力。
（轉(zhuǎn)載）
