让我们聊聊合成气变乙烯的最新进展。科研组搞了个“抓碳”的黑科技,把这个难题给解决了。以前合成气变成乙烯这事儿越走越窄,因为大家都想要高纯度的CO,但这种原料价格高,不容易大规模生产。现在电化学一氧化碳还原(COR)成了热门方案,它碳排放少,能量利用效率高。可是问题是,现有工艺太挑原料了,非要纯CO不可。所以工业界每年生产的合成气是纯CO的250倍以上,这个资源就浪费了。 但是也有个坏消息:合成气里混了氢气,这个问题让乙烯法拉第效率直线下降。CO在氢气流里被稀释得很厉害,分离成本高得吓人。那么这个问题怎么解决呢?科研组盯上了羧基官能化活性炭这种材料,别看它不起眼,它可是个“认分子”的好手。他们用拉曼光谱和密度泛函理论给这块碳布设计了选择性捕获位点,像海绵一样把一氧化碳从合成气流里挑出来给铜阴极用。 现在即使CO被氢气包围也不要紧,传输瓶颈打通了。乙烯法拉第效率和单程转化效率一起提升了。在2:1 H₂/CO的模拟合成气中,他们居然拿到了72%的FE和73%的SPCE数据。这个成绩可是首次出现。比纯CO进料的同类研究还要强很多。 以前高纯CO是个奢侈品,现在这个新体系让合成气直接上阵打胜仗。原料成本大大降低了,为可持续乙烯制备提供了更易规模化和更高资源利用率的路子。接下来他们打算优化电极结构、降低过电位,让电流密度翻一番。 把实验室里的“绿苗”真正移植到万吨级工厂去可不是那么容易哦!不过这次团队给我们带来了希望!