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一种新的催化剂，由一种廉价、丰富的金属和常见的食糖组成，可以将二氧化碳（CO2）气体转化为一氧化碳（CO）。
在最近发布的一项西北大学研究中， 这种新型催化剂 成功将CO2转化为CO，这是生产各种有用化学品的重要前体。例如，当反应发生在氢气的存在下时，CO2和氢气会转化为 合成气（或合成气） ，这是一种高价值的燃料前体，可能替代汽油。
示意图来源：西北大学的Milad Khoshooei。点击这里查看新闻稿页面。
这项名为“一种用于高温逆水煤气转移反应的活性、稳定的立方钼碳化物催化剂”的研究已发表在《科学》杂志上。
随着碳捕集技术的不断进步，后燃烧碳捕集正逐渐成为解决全球气候变化危机的一种可行选择。但如何处理捕获的碳仍然是一个悬而未决的问题。这种新型催化剂有望提供一种将这种强效温室气体转化为更有价值产品的解决方案。
西北大学的Milad Khoshooei是这项研究的合作领导者之一表示：“即使我们现在停止排放CO2，由于过去几个世纪的工业活动，我们的大气中仍会有剩余的CO2。”他说：“这个问题不存在单一解决方案。我们需要减少二氧化碳排放 并且 找到新的方式来减少已经存在于大气中的CO2浓度。我们应当利用所有可能的解决方案。”
这项研究的资深作者、西北大学的Omar K. Farha表示：“我们不是第一个将CO2转化为其他产品的研究团队。”他说：“然而，为了使这个过程真正实用，需要一个符合几个关键标准的催化剂：价格实惠、稳定性强、易于生产和可扩展性。平衡这四个要素至关重要。幸运的是，我们的材料在满足这些要求方面表现出色。”
Farha是西北大学温伯格学院化学系查尔斯Ｅ和艾玛ＨＯ里森教授，同时也是一位碳捕集技术专家。Khoshooei曾在加拿大卡尔加里大学攻读博士学位，现在是Farha实验室的博士后研究员。
厨房食材的奇妙
这种新型催化剂的秘密在于钼碳化物，一种极硬的陶瓷材料。与许多其他需要昂贵金属（如铂或钯）的催化剂不同，钼是一种廉价、非贵金属和地球丰富的金属。
为了将钼转化为钼碳化物，科学家们需要碳的来源。他们在一个意想不到的地方发现了一种廉价的选择：厨房。令人惊讶的是，几乎每个家庭都有的白色颗粒状食糖成为一种廉价、方便的碳源。
Khoshooei说：“我每天都会从家里带食糖到实验室尝试合成这些材料。”他说：“与常用于催化剂的其他类型材料相比，我们的材料价格非常便宜。”
成功的选择性和稳定性
在测试这种催化剂时，Farha、Khoshooei和他们的合作者对其成功印象深刻。在常压和高温（300-600℃）下运行，这种催化剂将CO2与100%的选择性转化为CO。
高选择性意味着催化剂只作用于CO2，不干扰周围材料。换句话说，工业可以将这种催化剂应用于大量捕获的气体，有选择性地只针对CO2。而且这种催化剂随时间保持稳定，即保持活性且不会退化。
Farha表示：“在化学中，催化剂失去选择性在几个小时后并不少见。”他说：“但在恶劣条件下经过500小时的测试后，其选择性未发生变化。”
这尤其引人注目，因为CO2是一种稳定且顽固的分子。
Khoshooei说：“转化CO2并不容易。”他说：“CO2是一种化学稳定的分子，我们必须克服这种稳定性，需要大量能量。”
碳清洁的串联方法
开发碳捕集材料是Farha实验室的主要关注点。他的团队开发金属有机框架材料（MOFs），这是一类高度多孔的纳米材料，Farha将其类比为“复杂、可编程的浴室海绵”。Farha探索MOFs的多种应用，包括直接从空气中提取CO2。
现在，Farha表示，MOFs和新型催化剂可以共同发挥作用，参与碳捕集和封存。
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Farha建议：“在某种程度上，我们可以利用MOF来捕集CO2，然后利用催化剂将其转化为更有益的物质。”他说：“利用两种不同材料进行两个连续步骤的串联系统可能是未来的发展方向。”
Khoshooei补充道：“这可以帮助我们回答一个问题：‘我们该怎么处理捕获的CO2？’现在的计划是将其封存在地下。但地下储层必须符合许多要求，以便安全地和永久地存储CO2。我们希望设计一个更普遍的解决方案，可用于任何地方并增加经济价值。”
Farha是国际纳米技术研究所的成员，也是保拉Ｍ.特里宁斯可持续能源研究所的科研人员。
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这种催化剂技术可能是推动CO2回收的必要推动力。遗憾的是，在新闻稿中涉及了大量的全球变暖骗局。我们容忍这一点是因为进一步深入回收研究需要资金，目前温室气体方面的工作围绕在金钱问题上。
目前，生物学家、农学家和植物学家对这种报道感到震惊。清除CO2让知识渊博的人们怀疑，如果人类将食物源从绿色植物身上“清除”，那生物将从何处获得食物?樱桃、橙、苹果树、小麦、稻米、玉米、土豆、杨树、藻类、高粱和甘蔗需要什么来生长和生活? CO2
作者Brian Westenhaus经由New Energy and Fuel
