制乙烯、汽油、甲醇......溫室氣體CO2應用竟這麼廣

近日，瑞士蘇黎世附近立起了一個全新的二氧化碳過濾設施。設備通過收集泵對空氣中的二氧化碳進行搜集，同時通過化學手段將二氧化碳沉積到吸附劑的表面，一到搜集至飽和狀態，通過對吸附劑加熱到 100℃ 來驅除並遞送高純度的二氧化碳氣體，這些二氧化碳氣體隨后將被用於商業出售。據悉，目前這些二氧化碳氣體將被保送到 400 米以外的瑞士欣維爾的溫室大棚裡，用於種植蔬菜。（圖片來源：東方IC）

進入21世紀以來，溫室效應導致的全球變暖及其帶來的南極冰川融化、災害性氣候頻發等一系列不良后果已經嚴重威脅到人類的生存環境。化石燃料的大量燃燒，導致大氣中二氧化碳濃度日益升高，這是造成溫室效應日益顯著的主要因素。

據科技日報報道，英國《自然·通訊》雜志發表的一項氣候科學研究提出，有增無減的化石燃料使用，可能導致二氧化碳排放量在本世紀末達到5000萬年以來未見的水平，那麼到2400年，大氣中的二氧化碳可能會上升到至少4.2億年內未見的水平。但是，二氧化碳也是可以被利用的。

二氧化碳是自然界中大量存在的一種碳資源，可以借助替代能源（如太陽能、風能、核能等）電解水制得的氫氣，將二氧化碳轉化為有用的化學品或燃料，以幫助解決大氣中CO2濃度增加導致的環境問題及化石燃料的過度依賴的問題。

二氧化碳可以制乙烯。目前，利用現有催化劑將二氧化碳轉化成乙烯等化工原料的效率普遍不高，其中一個原因就是所用催化劑的選擇性較低，在生產過程中會產生大量不需要的副產物。據新華網報道，德國研究人員最新發現，經過氧和氫等離子體處理后，銅箔表面的特性會發生改變，經等離子體處理過的銅可以作為“高選擇性”催化劑，將二氧化碳高效轉化成乙烯，並減少副產物。

二氧化碳可以制汽油。中科院大連化物所孫劍、葛慶杰研究員團隊發現了二氧化碳高效轉化新過程，通過設計一種新型多功能復合催化劑，首次實現了二氧化碳直接加氫制取高辛烷值汽油。據經濟日報報道，該研究成果於近日在英國《自然·通訊》雜志上發表，相關過程和催化材料已申報多項發明專利，被同行譽為“二氧化碳催化轉化領域的突破性進展”。中國科學院上海高等研究院孫予罕團隊成功地設計出了金屬氧化物/分子篩雙功能催化劑，在二氧化碳高選擇性轉化為高碳烴方面取得突破並已完成了催化劑制備放大，為二氧化碳轉化為化學品及燃料提供了重要的平台。據中國新聞網報道，該研究成果刊登在最新的《自然-化學》(NatureChemistry)雜志上在線發表，並已申報中國發明專利和國際PCT專利，該工作得到了審稿人的高度評價，被認為是二氧化碳轉化領域的一大突破。

除此之外，利用二氧化碳還可以制甲醇、乙醇、甲烷等化學品或燃料。可見二氧化碳不僅僅是大家眼中的溫室氣體，還可以利用它來制備對人類有價值的產品。在減少溫室氣體、保護環境、充分利用碳資源的同時，二氧化碳還可以為為人類創造更多的價值。（陳舒瑤）

本文由中國科學院化學研究所副研究員李風煜進行科學性把關。