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如果在工業(yè)環(huán)境中得到驗證并被大規(guī)模采用，那么該過程將為世界向綠色經濟過渡提供喘息的空間。

在今天發(fā)表在《先進能源材料》雜志上的一篇論文中，來自新南威爾士大學化學工程學院的Rahman Daiyan博士和Emma Lovell博士詳細介紹了一種制造納米顆粒的方法，該納米顆粒可促進將二氧化碳轉化為有用的工業(yè)成分。

開放式火焰

研究人員在由Scientia教授Rose Amal領導的顆粒與催化研究實驗室中進行了研究，結果表明，通過使用稱為火焰噴霧熱解（FSP）的技術在非常高的溫度下制備氧化鋅，他們可以制造出充當將二氧化碳轉化為“合成氣”的催化劑-氫氣和一氧化碳的混合物，用于制造工業(yè)產品。研究人員說，這種方法比當今可用的方法更便宜，并且更能滿足重工業(yè)的需求。

Lovell博士說：“我們使用了明火，該明火在2000度下燃燒，以生成氧化鋅的納米顆粒，然后可以將其利用電將CO 2轉化為合成氣。”

“合成氣通常被認為是樂高的化學等效物，因為氫和一氧化碳這兩個組成部分可以以不同的比例使用，以制造合成柴油，甲醇，酒精或塑料之類的東西，它們是非常重要的工業(yè)前體。

“因此，基本上我們正在做的就是將CO 2轉化為可用于制造所有這些重要工業(yè)化學品的前體。”

關閉循環(huán)

Daiyan博士說，在工業(yè)環(huán)境中，含有FSP生產的氧化鋅顆粒的電解槽可用于將廢CO 2轉化為有用的合成氣排列。

“ 例如，發(fā)電廠或水泥廠的廢CO 2可以通過該電解槽，在內部，我們以電極形式存在火焰噴涂的氧化鋅材料。當我們將廢CO 2傳入時，用電進行處理，然后以一氧化碳和氫氣的混合氣形式從出口釋放出來。”

研究人員說，實際上，他們正在關閉產生有害溫室氣體的工業(yè)過程中的碳循環(huán)。而且，通過對FSP技術燃燒納米顆粒的方式進行小幅調整，它們可以確定二氧化碳轉化產生的合成氣構件的最終混合物。

Daiyan博士說：“目前，您是通過使用天然氣來產生合成氣的，而天然氣是從化石燃料中產生的。” “但是我們使用的是廢二氧化碳，然后將其轉換成合成氣的比例取決于您要使用的行業(yè)。”

例如，一氧化碳和氫氣之間的一對一比率使其自身適合用作燃料的合成氣。Daiyan博士說，但一氧化碳和氫氣的比例為四份是適合于制造塑??料的。

便宜又容易

在選擇氧化鋅作為催化劑時，研究人員確保了他們的解決方案仍然是以前在該領域嘗試過的便宜的替代方案。

戴揚博士說：“過去曾嘗試使用昂貴的材料，例如鈀，但這是首次在澳大利亞本地開采的非常便宜和豐富的材料成功應用于廢二氧化碳轉化問題。”

Lovell博士補充說，使該方法更具吸引力的是使用FSP火焰系統(tǒng)來創(chuàng)建和控制這些有價值的材料。

她說：“這意味著它可以在工業(yè)上使用，可以縮放比例，制造材料的速度非常快且非常有效。”

“我們不必擔心使用真正昂貴的金屬和前體的復雜合成技術-我們可以燃燒它，并在10分鐘內準備好將這些顆粒準備就緒。通過控制我們如何燃燒它，我們可以控制這些比率所需的合成氣構件。”

擴大

雖然二人組已經建造了一個電解槽，該電解槽已通過包含污染物的CO 2廢氣進行了測試，但將技術擴展到可以轉化發(fā)電廠排放的所有廢氣二氧化碳的地步仍然遙遙無期。

“我們的想法是，我們可以采用CO 2的點源，例如燃煤發(fā)電廠，天然氣發(fā)電廠，甚至是天然氣礦，您可以釋放大量的純CO 2，我們可以從根本上進行改造這些設備后端的技術。然后，您可以捕獲產生的CO 2并將其轉化為對工業(yè)具有巨大價值的東西，” Lovell博士說。

該小組的下一個項目將是在煙氣環(huán)境中測試其納米材料，以確保它們能夠耐受惡劣條件和工業(yè)廢氣中發(fā)現(xiàn)的其他化學物質。