蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院聯(lián)合石油天然氣公司道達(dá)爾的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的催化劑，可將二氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為甲醇。該技術(shù)具有實(shí)際市場(chǎng)潛力，為可持續(xù)生產(chǎn)燃料和化學(xué)品鋪平了道路。
全球經(jīng)濟(jì)仍然依賴于石油，天然氣和煤炭的化石能源。他們不僅可以生產(chǎn)燃料，還是化學(xué)工業(yè)用于制造塑料和無(wú)數(shù)其他化合物的原料。雖然科學(xué)家們已經(jīng)在尋找可持續(xù)的替代資源制造液體燃料和化學(xué)產(chǎn)品的方法上投入了相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和努力，但這些努力仍限于小規(guī)模應(yīng)用。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家們現(xiàn)在與法國(guó)石油天然氣公司道達(dá)爾合作開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，可以有效地將二氧化碳和氫氣直接轉(zhuǎn)化為甲醇。甲醇被視為商品或散裝化學(xué)品，可以轉(zhuǎn)化為燃料和各種化學(xué)產(chǎn)品，包括目前主要基于化石資源的化學(xué)產(chǎn)品。此外，甲醇本身具有在甲醇燃料電池中用作推進(jìn)劑的潛力。
納米技術(shù)
新方法的核心是基于由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院催化工程教授Javier Perez-Ramirez及其團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的氧化銦化學(xué)催化劑。就在幾年前，該團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中成功地證明了氧化銦能夠催化生產(chǎn)甲醇必要的化學(xué)反應(yīng)。盡管在當(dāng)時(shí)，這種催化劑只產(chǎn)生甲醇，幾乎沒(méi)有除水以外的副產(chǎn)品，且催化劑高度穩(wěn)定。但是，氧化銦作為催化劑的活性不足，巨大的需求量使其無(wú)法實(shí)現(xiàn)商用。
科學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已成功地顯著提高了催化劑的活性，而不影響其選擇性或穩(wěn)定性。他們用少量鈀處理氧化銦來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。Pérez團(tuán)隊(duì)中的講師Cecilia Mondelli解釋道：“更具體地說(shuō)，我們將一些單個(gè)鈀原子插入氧化銦的晶格結(jié)構(gòu)中，將鈀原子固定在其表面，產(chǎn)生微小的團(tuán)簇，這對(duì)于卓越的性能至關(guān)重要?！盤(pán)érez-Ramírez指出，借助先進(jìn)的分析和理論方法，催化現(xiàn)在可以被認(rèn)為是納米技術(shù)，而該項(xiàng)目清楚地表明了這種情況。
封閉的碳循環(huán)
Perez-Ramirez說(shuō)：“如今，工業(yè)生產(chǎn)甲醇完全由化石燃料得來(lái)，碳足跡相應(yīng)較高。我們的技術(shù)使用二氧化碳生產(chǎn)甲醇。”這種二氧化碳可以從大氣中提取出來(lái)，或者更簡(jiǎn)單有效地從燃燒發(fā)電廠排出的廢氣中提取出來(lái)。即使燃料是由甲醇合成并隨后燃燒，二氧化碳也會(huì)被循環(huán)利用，從而形成封閉的碳循環(huán)。
生產(chǎn)第二種原料，氫，需要電力。然而，科學(xué)家們指出，如果這些電力來(lái)自風(fēng)能，太陽(yáng)能或水力能源等可再生能源，那么它可用于制造可持續(xù)的甲醇，從而制造可持續(xù)的化學(xué)品和燃料。
Perez-Ramirez繼續(xù)說(shuō)：“與目前用于生產(chǎn)綠色燃料的其他方法相比，這項(xiàng)技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，幾乎可以為市場(chǎng)做好準(zhǔn)備?！碧K黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和道達(dá)爾公司共同為該技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利。道達(dá)爾現(xiàn)在計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)擴(kuò)大該方法，并可能在一個(gè)示范單位中應(yīng)用該技術(shù)。
