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详细介绍

澳博注册网站平台汽油又要迎来涨价了!这几天各大媒体都刷屏了汽油创新高的记录,目前92号汽油已经达到八元每升,并且这个价格很有可能即将突破9元,加油站这几天已排起长龙,很多车主都想着,在油价上涨之前加满油箱,能省一点是一点。

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我国不是产油大国,非常依赖原油的进口,受到俄罗斯和乌克兰战争的影响,国际原油价格也在持续飙升,大家都直呼已经加不起油。油价上涨,其实也有少部分人心里偷着乐,那就是买了新能源汽车的车主,以前油车车主笑话新能源车主跑不了高速石油碳氢溶剂用途,不是在充电站,就是在去往充电站的路上,现在新能源车主笑话油车车主,我充得起电,你却加不起油。似乎化石能源的危机已经到来,该如何找到更多的汽油?除了加速开采地下石油,难道就没有别的什么办法了?

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在油价突飞猛涨之际,中科院传来了一个人造石油方面的好消息:中科院的二氧化碳制汽油科研项目,已经成功!这个项目并不是才刚刚开始研究,早在2017年中国科学院大连化学物理研究所大连国家清洁能源实验室,就在国外《自然》科学杂志上发表了相关研究论文,探讨了直接将二氧化碳转化为汽油燃料的理论依据,“人造石油”可能真的距离我们不远了。

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澳博注册网站平台在过去的200年间,石油的发现为人类的进步作出了重要的贡献,直接促成了第二次工业革命。煤炭、石油和天然气等富含碳的化石燃料的利用推动了人类文明、经济和社会发展的进步,但是,这些化石燃料的使用,也给人类带来了不少的环境问题,其中之一就是二氧化碳的排放,二氧化碳是一种温室气体,会引起全球气温的升高,导致极地冰川的融化等等一系列的问题。

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据中科院的研究表明,二氧化碳可以通过直接或间接途径氢化为碳氢化合物,可是作为一种完全氧化、热力学稳定和化学惰性的分子,二氧化碳的激活及其氢化为碳氢化合物或醇是一项具非常艰难的任务。

澳博注册网站平台好在中科院的科学家并没有放弃研究,而是选择迎难而上,在分析整理了过往的研究经验后,在此之前的技术,二氧化碳经过一系列的化学反应,只能获得一氧化碳和轻石蜡作为主要产品,此外还有方法能够生产烯烃石油碳氢溶剂用途,但是石油碳氢溶剂用途,这些探碳氢化合物辛烷值低,不适合用作汽油燃料。想要生产汽油级碳氢化合物,还没有关于从直接二氧化碳加氢中高度选择性合成汽油的研究报告,想要让二氧化碳能够生产汽油,需要找到一种高效的催化剂。

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经过中科院科学家的潜心研究,这种高效的多功能催化剂终于被找到了,它是由Na-Fe3O4纳米催化剂和纳米晶HZSM-5沸石(Na-Fe3O4/HZSM-5催化剂)组成,用于将二氧化碳直接转化为汽油级碳氢化合物。这种催化剂和合成高分子碳氢化合物展现出了高效性,让二氧化碳能够转变为汽油成为了可能。下图是二氧化碳加氢到汽油级碳氢化合物的反应方案。

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Na-Fe3O4/Zeolite多功能催化剂上的二氧化碳加氢反应分三个步骤进行:(1)最初通过RWGS(反向水气转移)还原为CO中间体,(2)随后通过FTS(Fischer-Tropsch合成)将CO氢化为α-烯烃中间体;(3)通过酸催化的寡聚化、异构化和芳构化反应形成汽油范围的碳氢化合物。

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至此,中科院科学家成功地制备了一种高度选择性的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能催化剂,用于从二氧化碳加氢中直接生产汽油。这项研究为利用二氧化碳和氢气合成液体燃料铺平了一条新途径。此外,它通过将能源存储在液体燃料中,和产量不稳定的可再生能源(太阳、风能等)形成了一种互补关系。

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在探明了二氧化碳转化为汽油的方法后,在2020年于山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置,并开始着手试生产,多年以来的不断调试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备、中试工艺包设计,在几天前装置正式开动,已经开始运行。不但成功,而且商业化在即石油碳氢溶剂用途,年产1000吨不是问题。

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二氧化碳转化为汽油,在化学原理上已经攻破,在实际操作中也已经证实了可行性,但是在生产转化过程中却存在一些问题。

我们知道在宇宙中存在能量平衡,二氧化碳能够转化为汽油,主要是和氢气反应。虽然自然界二氧化碳多得是,但是氢气却需要消耗能量来制备,所以二氧化碳转化为汽油自然也是需要消耗对等的能量。科学家无法直接让二氧化碳变成具有高能量的汽油,在利用二氧化碳生产汽油的过程中,所消耗的能量可能会比转化而来的汽油包含的能量多的多。

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单单从这个方面来说,是不是感觉得不偿失?消耗了更多的能量,却只换来少量的汽油,但是科学家们可不是这样计算的,二氧化碳转化为汽油,真正的意义在于能量的固化,方便能量的存储、运输。在地球上有很多种能量类型,太阳能、风能、水能,这些能量十分巨大石油碳氢溶剂用途,但是却难以收集,无法存储。

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在未来,随着科学技术的发展,能源的储存、运输也会面临新的挑战,二氧化碳转化为汽油的技术研究,给这个问题提出了新的可能性,并且这在很多科学家的报告里面,人类能源的终极解决方法是可控核聚变,二氧化碳转化为石油的方法能为人类的终极能源梦提供更长的缓冲时间。

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澳博注册网站平台二氧化碳转化为石油这项技术的广泛应用,也将会解决未来二氧化碳超标的问题,为维护生态环境的平衡做出贡献。中国计划于2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。近年来全球变暖已成为人们公认的地球最大危机之一,而温室气体(二氧化碳)的排放通常被认为是地球变暖的最主要原因,因此“低碳生活”也是我们倡导的生活。在低碳减排的同时,碳的固定也成为一项很重要的工作,这项技术的应用也将对环保有积极影响。