今日项目:低温等离子体催化技术用于CO2的回收利用

今日项目:低温等离子体催化技术用于CO2的回收利用

项目成果

等离子体催化、转化、利用二氧化碳,越来越吸引科学家的兴趣。由于等离子体含有高能量的电子、离子、激发态的分子、原子及自由基等,一方面等离子体可以有效地活化二氧化碳,同时催化剂又可以有效地降低二氧化碳的活化能,从而可以极大地提高二氧化碳的转化率。在一个燃料生成过程中,将气体分离和催化过程结合起来考虑,是二氧化碳回收利用迈向工业化的必不可少的一步。

目前,项目团队已经研究出利用等离子体制备催化剂的新路径。实验表明,结合二氧化碳等离子体和氩气等离子体制备的催化剂,二氧化碳的转化率提高了一倍多(相比于单独用二氧化碳等离子体),而结合二氧化碳等离子体和传统方法制备的催化剂几乎没有提高二氧化碳的转化率(相比于单独用二氧化碳等离子体)。

现今,正在研究的新型钙钛矿透氧膜材料,可以有效地分离产物,从而进一步提高二氧化碳回收利用率。相关的机理也通过在线等离子光谱表征手段进行了研究,并提出了相应的等离子体催化CO2和H2O的机理。将等离子体与催化技术结合,应用于将CO2转化为有用的化学试剂或者有机物,有望发展成为将二氧化碳变废为宝的新技术和新路径。

项目前景

二氧化碳是主要的温室气体,也是一种廉价易得的碳氧资源,研究二氧化碳的化学转化和利用具有重要意义。低温等离子体催化技术是近年来兴起的一种治理废气的可行方法,与传统方法和工艺相比,具有投资和运行费用较低、处理效率较高、处理时间较短和易于控制的优点。具体来讲有如下几点明显优势:

  1. 能耗低:可在室温下与催化剂反应,无需加热,极大地节约了能源;
  2. 使用便利:设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节;
  3. 不产生副产物。催化剂可选择性地降解等离子体反应中所产生的副产物;
  4. 不产生放射物;
  5. 尤其适于处理有气味及低浓度大风量的气体。

项目进度

研制阶段。


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