全天候太陽光驅CO2資源化利用研究獲進展
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著工業(yè)化進程的快速發(fā)展，人類活動，特別是化石燃料的使用，導致大氣中的二氧化碳氣體濃度不斷上升，產生溫室效應。溫室效應不僅影響了自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對人類的生存也產生了巨大的威脅。
2020年9月，第七十五屆聯(lián)合國大會上，中國宣布力爭 2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取 2060年前實現(xiàn)碳中和目標。“雙碳”戰(zhàn)略倡導綠色、環(huán)保、低碳的生活方式。加快降低碳排放步伐，有利于引導綠色技術創(chuàng)新，提高產業(yè)和經(jīng)濟的全球競爭力。中國持續(xù)推進產業(yè)結構和能源結構調整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設大型風電光伏基地項目，努力兼顧經(jīng)濟發(fā)展和綠色轉型同步進行。
近幾年眾多行業(yè)都在尋找雙碳解決之策，其中對于二氧化碳的捕集和利用是最重要的部分。二氧化碳利用(CO2 Utilization)是指生產性利用人為產生的CO2，以制造建筑材料、合成燃料或化學品等增值產品。
發(fā)展CO2資源化利用技術，可為我國經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展提供重要機遇。CO2的資源化轉化是典型的負熵過程，需要大量的能量投入，因此清潔可再生的太陽能是較為理想的能源來源。地表太陽輻照強度受晝夜更替和天氣影響，同時太陽光的供給與CO2的排放在時間上不同步，實現(xiàn)全天候后太陽光驅的CO2資源化是一大挑戰(zhàn)。
中國科學院地球環(huán)境研究所空氣凈化新技術團隊(AirPNT)聯(lián)合大氣物理研究所、中國科學技術大學，利用鎢基納米材料的變價電荷存儲機制，設計了Pt-WO3新型催化劑，通過模擬光和作用，解耦了太陽光能吸收與CO2催化轉化過程，實現(xiàn)了全天候太陽光驅CO2轉化。該工作開發(fā)出外場應用示范裝置，證實了該CO2資源化新技術可有效應對晝夜更替、短期天氣變化等影響。這一研究思路可突破全天候太陽光驅CO2資源化利用的關鍵技術瓶頸。
相關論文Sustainable all-weather CO2 utilization by mimicking natural photosynthesis in a single material 于近日發(fā)表在《國家科學評論》(National Science Review)上。
參考來源： 地球環(huán)境研究所
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