全球(左)和纳米级(纳米级)温室效应的原理。信用:DOI:10.1038/s 141560-021-00867-w在过去的几十年里，世界各地的科学家们开发了各种各样的技术和工艺，可以利用太阳能将二氧化碳(CO2)转化为燃料。这最终将非常有价值，因为它将减少人类对化石燃料的依赖，并有助于缓解气候变化。一种现有的将二氧化碳转化为燃料的方法叫做光热二氧化碳催化。虽然这种方法取得了令人鼓舞的结果，但为了达到最佳性能，它可能需要更适合收集太阳能的新材料。
几年来，中国东吴大学和加拿大多伦多大学的研究人员一直在进行旨在减少温室气体CO2排放的研究。在最近发表在《自然能源》上的一篇论文中，他们引入了一种新的方法来实现超光热二氧化碳催化，这种方法从温室效应本身获得了灵感。
“这篇论文的想法是在我们的一次聊天中产生的，”进行这项研究的研究人员之一乐和告诉TechXplore。“我们在谈论温室气体如何使地球变暖，我们中的一个人提出了一个问题:为什么我们不利用温室效应来提高催化剂的光热效率？我们研究的主要目的是通过设计这种核壳结构催化剂来验证我们的假设。”
在详细讨论了他们最初的想法和假设后，何和他的同事们试图在实验室验证他们的有效性。这导致了一种受温室效应启发的超光热催化结构的发展，这种结构可以提高二氧化碳加氢催化剂的性能。
何、张和他们的同事创造的催化剂由无孔二氧化硅包裹的镍纳米晶体组成。值得注意的是，这种纳米晶体参与甲烷化和逆水煤气变换反应。
参与研究的另一位研究人员张晓红告诉TechXplore，“我们的催化剂有一个二氧化硅外壳，在减少热镍核的热量损失方面发挥着至关重要的作用，并避免了镍纳米粒子烧结和焦化导致的催化剂失活。“换句话说，可以说我们的设计一举两得。”
研究人员在一系列实验中测试了他们制造的催化剂的性能，并将其与传统的光热催化剂进行了比较。他们发现，在光照下，他们的催化剂达到的局部温度明显超过了其他没有二氧化硅壳的镍基催化剂。
“除了它带来的新知识，我们的研究表明，现在有可能将二氧化碳和可再生H2转化为有价值的化学品和燃料，基于廉价和富含地球的元素，其速度和长期稳定性是前所未有的，”进行这项研究的研究人员之一杰弗里·奥津告诉TechXplore。我们认为，这代表着迈向可持续太阳能燃料产业的关键一步。"
未来，由该研究团队开发的创新的受温室效应启发的催化剂体系结构可以在减少全球二氧化碳排放方面发挥作用。与此同时，何、张、奥津和他们团队的其他成员计划继续测试他们的催化剂，同时也试图进一步改进其设计。
“我们现在正在进行新的研究，旨在更深入地了解光效应，以及优化催化性能，”进行这项研究的研究人员之一杰弗里·奥津告诉TechXplore。"特别是，我们希望提高产品的选择性，以降低后分离的成本."
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
