將其視為納米級的回收：一種誘人的電化學(xué)過程，可以在碳變成空氣污染之前將其收集并將其重組為日常產(chǎn)品的成分。

麥克馬斯特大學(xué)的一組研究人員與哥本哈根丹麥技術(shù)大學(xué)的計算化學(xué)專家合作，準(zhǔn)確地揭示了這一過程的工作原理和作用地點，從工業(yè)廢物中捕獲空氣中的二氧化碳并將其制成燃料和塑料的動力正在增強。陷入困境。

研究人員著手解決為什么已被證明能夠催化和轉(zhuǎn)化二氧化碳的合成材料分解得太快，以至于該過程無法在工業(yè)水平上實用。

利用位于麥克馬斯特校區(qū)的加拿大電子顯微鏡中心 (CCEM) 極其強大的放大設(shè)備，研究人員能夠捕捉到納米級(十億分之一米)的化學(xué)反應(yīng)，從而使他們能夠研究轉(zhuǎn)化過程并了解催化劑在操作條件下如何分解。

主要作者艾哈邁德·阿卜杜拉 (Ahmed Abdellah) 花了數(shù)年時間開發(fā)技術(shù)，使觀察這一過程成為可能，使用一個足夠小的電化學(xué)反應(yīng)器，可以在中心的電子顯微鏡下工作。

“令我們興奮的是，這是第一次有人能夠觀察這些結(jié)構(gòu)的形狀及其晶體結(jié)構(gòu)，了解它們?nèi)绾卧诩{米尺度上演化，”前化學(xué)工程博士生阿卜杜拉說。德魯·希金斯 (Drew Higgins) 實驗室，現(xiàn)在是 CCEM 的博士后研究員。

希金斯是該論文的通訊作者，該論文新發(fā)表在《自然通訊》雜志上，他希望這些新信息能夠促進全球減少碳污染的努力，方法是從廢物流中吸收二氧化碳，然后將其回收以制造有用的產(chǎn)品，否則這些產(chǎn)品將被廢棄。由化石燃料生產(chǎn)。

“我們發(fā)現(xiàn)，可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)品的催化劑在操作條件下會非常迅速地重組。它們的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，特性也發(fā)生了變化，就在我們眼前”希金斯說。“這決定了它們轉(zhuǎn)化二氧化碳的效率以及持續(xù)時間。催化劑最終會降解并停止工作，我們想知道它們?yōu)槭裁磿@樣做以及它們是如何做到的，以便我們可以制定策略來延長其使用壽命。”

阿卜杜拉、希金斯和他們的同事希望他們和世界各地的其他研究人員能夠利用新論文中描述的研究結(jié)果來延長反應(yīng)材料的使用壽命并更有效地催化該過程，從而擴大基于實驗室的過程的規(guī)模用于商業(yè)用途。

希金斯解釋說，水泥制造、釀造和蒸餾等行業(yè)以及化學(xué)精煉廠會產(chǎn)生大量易于回收的二氧化碳，一旦該技術(shù)改進到具有商業(yè)可行性，它們就可能成為推廣該技術(shù)的首要目標(biāo)。

接下來是工業(yè)廢物中其他濃度較低的CO 2形式。

希金斯表示，雖然今天實現(xiàn)的可能性不大，但同樣的技術(shù)有可能變得足夠高效和穩(wěn)定，從環(huán)境空氣中提取二氧化碳作為燃料和有用化學(xué)品的“原料”。

“我們還有一點距離，但在過去五年左右的時間里，這一領(lǐng)域的研發(fā)進展非常迅速，”希金斯說。“十年前，人們并沒有考慮這種轉(zhuǎn)變，但現(xiàn)在我們開始看到希望。然而，效率和耐用性還不夠高。一旦這些瓶頸被消除，這個想法就能真正起飛。”