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      新設(shè)備可以幫助將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的供應品
      
			
      
				2018-11-17 12:23:36
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			  來源：ScienceNews
			
      
		
      
				
		
      
			
      新型的化學回收裝置可以很好地利用化石燃料產(chǎn)生的吸熱氣體，從而幫助對抗氣候變化。
      

      這些電化學細胞將一氧化碳轉(zhuǎn)化為有用化合物的效率比它們的前輩要高得多。如果與現(xiàn)有的從二氧化碳中收集一氧化碳的技術(shù)相結(jié)合，這些設(shè)備可以幫助轉(zhuǎn)化從污染源中捕獲的二氧化碳，比如發(fā)電廠的煙道。這可能會減少碳排放的溫室效應，并為制造業(yè)和太空旅行生產(chǎn)化學物質(zhì)。
      

      在新裝置中，陽極和陰極由一種叫做電解質(zhì)的物質(zhì)分開。進入陰極銅催化劑層的一氧化碳與電子以及被稱為離子的帶電粒子結(jié)合，從陽極通過電解液由一個電壓驅(qū)動。這種混合物會產(chǎn)生新的碳基化合物，比如乙烯氣體和液體乙酸鹽。到目前為止，這些類型的細胞只將一小部分進入的CO轉(zhuǎn)化成所需的化學物質(zhì)。
      

      在新電池中，陰極由一塊鈦塊支撐，鈦塊上刻有微小的通道，可以將一氧化碳直接送入陰極銅催化劑層。通過這些通道向催化劑提供CO，而不是簡單地將陰極暴露在CO流中，在CO流中氣體要么擴散到催化劑層，要么從陰極反彈而未發(fā)生反應，增加了CO在陰極內(nèi)部反應產(chǎn)生新化學物質(zhì)的可能性。
      

      斯坦福大學的化學家馬修·卡南和他的同事利用這種設(shè)計制造了一個電化學電池，該電池產(chǎn)生的氣體中含有29%的乙烯。其他的電池只產(chǎn)生了12%的乙烯氣體。
      

      

      在細胞的另一個版本中，卡南的團隊用聚合物薄膜代替了液體電解質(zhì)，這有助于細胞產(chǎn)生更少的稀釋液體產(chǎn)品。這種電池所產(chǎn)生的醋酸鈉溶液濃度是其他設(shè)備的1000倍。這種電池有1厘米寬的陰極，24小時只能產(chǎn)生幾毫升的液體。
      

      加州理工學院(Caltech)未參與此項研究的電化學家Chengxiang“CX”Xiang表示，研究人員仍需要調(diào)查這些細胞的長期穩(wěn)定性，以及它們在多大程度上可以擴大到工業(yè)規(guī)模的機器。
      

      印第安納州西拉斐特普渡大學(Purdue University)的化學家克里斯蒂娜·李(Christina Li)說，將這項技術(shù)與將一氧化碳與二氧化碳分離的裝置結(jié)合起來，可能有助于把氣候變化的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學原料。例如，乙烯用于制造各種聚合物，而乙酸鈉是一種食品添加劑，這可以補充從大氣中儲存二氧化碳氣體的各種碳儲存材料，如碳酸鹽礦物。
      

      這些設(shè)備還可能使用從宇宙飛船上的宇航員呼吸中捕獲的二氧化碳，甚至從火星大氣中捕獲的二氧化碳。“你實際上可以在醋酸鹽上培養(yǎng)微生物，”卡南說。“你可以設(shè)計這些生物，制造出各種更復雜的分子，以便在深空任務中維持生命。”
      
			

			
        
      
			
      
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