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科學家意外發現將二氧化碳直接轉換成乙醇的方法

基本上就是把乙醇燃燒的過程反了過來。

Andy Yang
2016 年 10 月 19 日, 下午 03:00
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在科學界「意外發現」的故事層出不窮,許多(微波爐!)都對現代生活產生了深遠的影響,而美國 Oak Ridge 國家實驗室在週一發表的這麼一個意外發現,卻可能大規模地改變我們利用能源的方式。原本科學家只是在尋找將二氧化碳轉換成甲醇的可能程序,原本預計要經過多道步驟、和各種不同的觸媒才能達成。想不到的是,在試驗各種觸媒的過程中,出現了一種只要一個步驟,就能直接把二氧化碳變成乙醇的方法。


這個觸媒是在矽基上鋪上一片奈米級的銅和碳結構,再依靠碳結構當中摻入的少許氮原子,讓原本平順的表面「皺折」起來。將這個表面放入溶有二氧化碳的水中,再施以一點電壓,就可以將二氧化碳加水反轉成乙醇加氧氣,基本上就是將燃燒的過程反轉過來,再用電力補足中間的化學能差。藉由控制表面特徵的大小,科學家可以接近完美地只產生高純度的乙醇,初步的系統就擁有 60% 的轉換率,相當不錯。整個過程可以在常溫下進行,而且可以相當自由地擴大或縮小生產規模。

雖然乙醇能量密度不是特別高,但勝在熟悉、安全、而且易存放。乙醇除了可以直接當作汽車燃料使用外,這套系統的一種使用方式,是用來當「電池」使用,將發電過剩時的電能儲存成乙醇,等到需要用電時再透過燃料電池轉換回來;又或是可以將乙醇用傳統的運輸方式大量送往其他地區,做為發電或工業使用。二氧化碳轉成乙醇再燃燒的過程中不會產生額外的二氧化碳,甚至如果透過這樣的方式生產的乙醇夠多的話,儲存起來的乙醇還能減少環境中的總二氧化碳量。

或許因為這個發現,在所為的「氫能源社會」來臨前人類會來個大轉彎,先達成「乙醇能源社會」呢?