教授马胜谦致力于能源部向负碳制造发展的项目

德克萨斯州丹顿 (UNT) —北德克萨斯大学教授马盛谦将带头开发工业直接空气二氧化碳捕获模块，作为能源部为期三年的项目的一部分，该项目用于开发原型低压- 从制造排放中捕获二氧化碳废物并将其清洁转化为乙醇的成本系统。

该项目由北伊利诺伊大学化学教授徐涛领导。参与该项目的还有能源部的阿贡国家实验室和 Angstrom Advanced Inc。能源部的能源效率和可再生能源办公室正在为该项目提供资金。

“为了避免排放到大气中，产生的二氧化碳将被我们包含金属有机骨架吸附剂的直接空气捕获模块捕获，然后将被供应到一个集成 的二氧化碳低温电解槽转化为乙醇，”说马，UNT 化学系Welch 主席，阿贡大学前任主任博士后研究员。

该项目进一步 发现了一种新的电催化剂 ，该催化剂可将二氧化碳和水转化为乙醇，具有非常高的能源效率、对所需最终产品的高选择性和低成本。关于这一发现的报告发表在 2020 年 7 月 27 日的《自然能源》 杂志上。

该团队的电催化剂使用分散在碳粉载体上的铜来分解 二氧化碳和水分子，并在外部电场下选择性地将碎片重新组装成乙醇。该过程的电催化选择性或“法拉第效率”超过 90%，远高于任何其他报道的过程。此外，催化剂在低电压下长时间运行时稳定运行。

在 UNT 开发捕获模块的同时，团队的其他成员将开发电解槽系统。目标是整合这两个组件以创建一个原型，该原型可以放大并用于实现碳中和，甚至碳负制造。该技术旨在适应各种制造环境，例如乙醇制造商、火力发电厂以及钢铁和水泥生产商。

“我们的催化剂产生的过程将有助于循环碳经济，这需要二氧化碳的再利用，”阿贡化学科学与工程部门的高级化学家、芝加哥大学 CASE 普利兹克学院的高级科学家刘迪佳说芝加哥大学分子工程博士。该过程将通过电化学处理 工业过程中产生的二氧化碳来实现。

据环境保护署称，工业和其他人类活动产生的温室气体是自 20 世纪中叶以来观测到的气候变化的最重要驱动因素。二氧化碳占温室气体排放量的 81%。

“我们的长期愿景是打造一个更清洁和可持续发展的地球。如果我们开发出一个成功的原型，这将是迈向更可持续的未来的一步，”徐说。“我们原型的目的是在 二氧化碳排放到大气中之前将其拦截并将其转化为燃料。我们甚至有可能从环境中捕获比制造过程排放更多的二氧化碳。理想情况下，我们将使用可再生太阳能和风能，然后将二氧化碳转化为乙醇。”

乙醇是一种特别受欢迎的商品，因为它是几乎所有汽油的一种成分，并被广泛用作化学、制药和化妆品行业的中间产品。

研究人员团队希望在三年内开发出原型。

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