新技术！二氧化碳“变”汽油更简单了

从中国科学院获悉，中科院大连化学物理研究所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程，并设计了一种新型多功能复合催化剂，首次实现了二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油，相关过程和催化材料已申报多项发明专利。该研究成果2日发表于学术刊物《自然·通讯》上，被誉为“二氧化碳催化转化领域的突破性进展”。

用二氧化碳作为原料生产汽油是一种潜在的替代化石燃料的清洁能源策略，但二氧化碳的活化与选择性转化是个难题。因为相比于更活泼的“孪生兄弟”一氧化碳，二氧化碳分子非常稳定，难以活化，与经典的费托合成路线相比，二氧化碳与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物，而很难生成长链的液态烃燃料。

为了解决这一问题，研究团队设计了一种高效稳定的多功能复合催化剂。据介绍，这种催化剂有三个优势：

一是能在接近工业生产的条件下进行转化，有利于大规模生产；

二是这种方法生产的汽油排放能满足环保要求，其主要指标苯、芳烃和烯烃基本能满足国Ⅴ标准；

三是具有较好的稳定性，可连续稳定运转1000小时以上，显示出潜在的应用前景。

技术上是怎么实现的？

汽油是碳氢化合物，元素是碳和氢。二氧化碳只能提供碳元素的来源，氢的来源就要依靠广泛存在的水。

简单地说，这个工艺包括了几个大部分，首先是从空气中富集二氧化碳。虽然工业上目前很罕见直接从空气中富集二氧化碳的做法，但是富集的原理是非常简单的。二氧化碳是酸性的，可以很方便地被碱吸收，而吸收了二氧化碳的碱，可以通过其他方法把二氧化碳释放出来，这样，就可以在二氧化碳富集的同时，实现碱的循环使用来降低成本。此外，电解水制氢也是非常成熟的工艺。从空气中富集二氧化碳，从水里提取氢，然后经过一些加工方法，最终得到汽油。

也就是说，虽然从空气里面提取汽油的确是一个听起来挺酷的事情，但整体工艺并没有什么新的东西。如果不考虑技术细节，只看这个工艺的起始和终点：原料是二氧化碳和水，产物是汽油；汽油燃烧后提供能量，又得到二氧化碳和水，还提供了人们可以使用的能量。可以说这个工艺的本质，是利用二氧化碳和水作为媒介，将其他形式的能源变成了运输可用的能源。

能清除大气中的二氧化碳吗？

一定条件下是可以的，不过这个限定条件比较苛刻。从工艺本身来说，大气中得到的二氧化碳里的碳会以汽油的形式被固定下来，汽油燃烧以后再释放回到大气，可以实现二氧化碳的平衡。但是如果这个转化过程中所消耗的能量来自于化石能源，那么这个工艺是不可能实现完全的二氧化碳平衡的。

实际上，这个工艺是否真的能实现自身的二氧化碳平衡，取决于所利用能量的清洁性。只有这个工艺里面所需要的能源来源都是清洁的、没有碳排放的，所需要消耗掉的消耗品的生产也是完全清洁的、没有二氧化碳排放的，那么，整个过程才不会产生更多的二氧化碳排放，或者说在没有产生更多二氧化碳的排放的情况下，人们实现了能量的利用，这也是很不错的。

能解决能源危机吗？

短期来看，这个全工艺的投资很高，能量转换效率也比较低，再加上目前可再生能源的价格也不便宜，至少在成本上是完全无法与传统工艺竞争的。所以，在近十年的时间范围内，这条路线在解决能源危机方面做不了什么贡献。然而化石能源形成时间较长消耗又快，早晚有不够用的那一天，到那时，这便是一个生产汽油的良方。并且科学家们仍然在不断努力探索，为人类社会发展寻找更多的出路。