在当今社会,对于驾车一族而言,“油箱加满”这一简单的动作,似乎已渐渐成为了一种奢望。然而,本月4日传来的一则消息,却给许多人带来了希望。消息的主角,是一项名为“二氧化碳制取汽油”的项目。
据中国日报报道,由中国科学院大连化学物理研究所与广东珠海的一家能源公司携手合作的项目,已经成功实现了年产能千万吨的壮举。该项目通过二氧化碳与氢的结合,制备出了符合国家标准的汽油,并在山东邹城顺利进行了试运行。
提到二氧化碳,人们或许还记得它曾以另一种惊人的方式登上过新闻——合成淀粉。然而,无论是用二氧化碳合成淀粉还是汽油,在人类历史上都是前所未有的壮举。但就目前来看,“合成淀粉”的商业化之路还遥遥无期,主要停留在实验室阶段。
相比之下,“合成汽油”则显得更为接近现实。中科院公布的信息显示,该项目已经成功实现了量产,年产能高达千万吨。这意味着,“合成汽油”已经走出了实验室,大规模推广的可能性也在不断增加。那么,这项技术的具体原理是什么?距离真正的大规模商用还有多远?
实际上,对二氧化碳进行研究的并非只有中国的科学家,日本和欧美的团队也取得了不少成果。
早在2002年,日本德岛工业技术中心的研究员山崎就提出了利用二氧化碳制备烃类物质的思路。他试图以二氧化碳为主要原料,在铁的催化作用下,通过盐酸作为氢源来制备烃类物质。然而,经过多次试验,他仅成功制备出了简单的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等化合物,与汽油中的烃类物质还存在较大差异。
五年后,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的两位科学家提出了新的思路:首先利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的二氧化碳,然后通过电解法将溶液中的二氧化碳析出,同时产生氢气和氧气,最后将二氧化碳与氢气合成更为高级的化合物。这一思路不仅绿色环保,而且具有极高的潜力。
然而,二氧化碳是一种非常稳定的化合物,寻找合适的催化剂成为了关键所在。在这一领域,乔治·欧拉团队取得了重大突破。他们采用了一种新型的催化剂,成功地将二氧化碳转化为甲醇燃料,转化率高达79%。这一成果不仅验证了洛斯阿拉莫斯国家实验室的思路,也为二氧化碳制备汽油提供了可能。
经过欧美和日本团队的不断努力,二氧化碳制备汽油的技术逐渐走向成熟。然而,外国团队始终面临着一个难题:生成物的纯度不够高,无法达到大规模商用的标准。因此,尽管美日等国不断发布相关消息,却始终未能将这项技术投入工业化生产。
而在中国,大连物化所与北京灵神星能源科技有限公司的合作,为这项技术迈向商业应用迈出了重要一步。他们采用了新型的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,极大地提高了反应效率。通过一系列复杂的化学反应,二氧化碳最终被转化为人工汽油。
然而,尽管大连物化所与珠海的公司合作实现了年产能千万吨的壮举,但距离真正的商业化还有很长的路要走。成本问题、催化剂的稀缺性以及氢气制备的复杂性都是亟待解决的问题。以目前的标准化工艺计算,一吨人工汽油的出厂价就超过8000元,远高于传统炼油厂生产的汽油价格。因此,想要大规模推广人工汽油,还需要在降低成本和提高效率方面做出更多努力。