KAUST科學(xué)家開發(fā)了以沸石為原材料的多功能催化劑，可以利用沸石的強(qiáng)吸附性，通過(guò)將捕獲的二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料來(lái)促進(jìn)循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)，其將捕獲的 CO2轉(zhuǎn)化為燃料和其他有價(jià)值的碳?xì)浠衔锟梢詫?shí)現(xiàn)可持續(xù)的非化石燃料經(jīng)濟(jì)。據(jù)悉，這種將捕獲的二氧化碳(CO2) 轉(zhuǎn)化為燃料和其他有價(jià)值的石化產(chǎn)品的多功能催化劑，旨在實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于傳統(tǒng)化石燃料的可持續(xù)綠色經(jīng)濟(jì)。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的豪爾赫·加斯康 (Jorge Gascon) 表示，催化劑可以通過(guò)防止新的排放量來(lái)幫助扭轉(zhuǎn)不斷增加的 CO2排放，而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行徹底檢修。

CO2是導(dǎo)致全球變暖的關(guān)鍵因素，它也可以作為有用碳?xì)浠衔锏脑牧稀Ｈ欢母呋瘜W(xué)穩(wěn)定性使得將其轉(zhuǎn)化為更有用的東西非常具有挑戰(zhàn)性。美國(guó)Gascon的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種方法，利用多種催化劑協(xié)同作用。該催化劑將金屬基催化劑與酸性沸石（有序微孔催化材料）相結(jié)合，將CO2直接轉(zhuǎn)化為多種碳?xì)浠衔铮巛p質(zhì)烯烴、芳烴和石蠟。

研究工程師Adrian Ramirez Galilea表示，對(duì)在異鏈烷烴餾分中表現(xiàn)出如此高的選擇性感到非常驚訝。仍有工作要做，但研究人員相信研發(fā)方向是正確的。通過(guò)詳盡的光譜探測(cè)工作，該團(tuán)隊(duì)揭示了沸石內(nèi)部不尋常的鋅簇，這有助于確定反應(yīng)過(guò)程中每種催化劑組分的精確作用，從而優(yōu)化催化劑。

通過(guò)試驗(yàn)論證，可以得出，該催化系統(tǒng)對(duì)丙烷的選擇性超過(guò) 50%，CO2轉(zhuǎn)化率接近 40%，CO 選擇性僅為 25%。“我們將這些結(jié)果歸因于催化劑組分之間的密切接觸”，研發(fā)人員拉米雷斯說(shuō)。這改變了整體的 CO2/甲醇/CO 平衡，以最大限度地提高CO2的轉(zhuǎn)化量，同時(shí)最大限度地減少形成的 CO 量。鈀組分還將石蠟選擇性提高到99.9%。

多功能催化劑有望加強(qiáng)對(duì)碳?xì)浠衔锂a(chǎn)品范圍的控制，并產(chǎn)生通常無(wú)法獲得的石化產(chǎn)品。然而，進(jìn)一步的性能增強(qiáng)取決于能夠更好地理解其中的化學(xué)反應(yīng)，尤其是沸石顆粒在整個(gè)反應(yīng)機(jī)制中的作用。研究人員將鐵基氫化催化劑與八種不同的沸石結(jié)合，并鑒定出被沸石捕獲的有機(jī)化合物，以闡明沸石的反應(yīng)性。

當(dāng)前，研究人員現(xiàn)在正在優(yōu)化他們的多功能催化劑，以接近循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)，這是 KAUST 采取的一項(xiàng)舉措，以支持減少、再利用、回收和消除碳排放。