今日項目:低溫等離子體催化技術用於CO2的回收利用

今日項目:低溫等離子體催化技術用於CO2的回收利用

項目成果

等離子體催化、轉化、利用二氧化碳,越來越吸引科學家的興趣。由於等離子體含有高能量的電子、離子、激發態的分子、原子及自由基等,一方面等離子體可以有效地活化二氧化碳,同時催化劑又可以有效地降低二氧化碳的活化能,從而可以極大地提高二氧化碳的轉化率。在一個燃料生成過程中,將氣體分離和催化過程結合起來考慮,是二氧化碳回收利用邁向工業化的必不可少的一步。

目前,項目團隊已經研究出利用等離子體制備催化劑的新路徑。實驗表明,結合二氧化碳等離子體和氬氣等離子體制備的催化劑,二氧化碳的轉化率提高了一倍多(相比於單獨用二氧化碳等離子體),而結合二氧化碳等離子體和傳統方法制備的催化劑幾乎沒有提高二氧化碳的轉化率(相比於單獨用二氧化碳等離子體)。

現今,正在研究的新型鈣鈦礦透氧膜材料,可以有效地分離產物,從而進一步提高二氧化碳回收利用率。相關的機理也通過在線等離子光譜表徵手段進行了研究,並提出了相應的等離子體催化CO2和H2O的機理。將等離子體與催化技術結合,應用於將CO2轉化為有用的化學試劑或者有機物,有望發展成為將二氧化碳變廢為寶的新技術和新路徑。

項目前景

二氧化碳是主要的溫室氣體,也是一種廉價易得的碳氧資源,研究二氧化碳的化學轉化和利用具有重要意義。低溫等離子體催化技術是近年來興起的一種治理廢氣的可行方法,與傳統方法和工藝相比,具有投資和運行費用較低、處理效率較高、處理時間較短和易於控制的優點。具體來講有如下幾點明顯優勢:

  1. 能耗低:可在室溫下與催化劑反應,無需加熱,極大地節約了能源;
  2. 使用便利:設計時可以根據風量變化以及現場條件進行調節;
  3. 不產生副產物。催化劑可選擇性地降解等離子體反應中所產生的副產物;
  4. 不產生放射物;
  5. 尤其適於處理有氣味及低濃度大風量的氣體。

項目進度

研製階段。


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