航空旅行是造成全球变暖最严重的因素之一,每年会产生近10亿吨的二氧化碳。但是如果我们可以通过把这些温室气体重新转化为航空燃料来结束这个循环呢?

面对气候变化、塑料污染、森林砍伐和土地退化等现象,人们越来越质疑支撑我们社会的短视思维。有些人把我们目前的方法称为“线性经济”在那里我们提取原材料,加工成产品,然后在它们失效后处理掉它们。

随着全球人口增长,这一战略正变得越来越不可持续。这促使人们对另一种被称为“循环经济”的模式越来越感兴趣。“我们不是简单地丢弃垃圾,而是想办法重新利用它们,或将其循环利用,使其变得更有用。

多年来,化学家们一直试图将这一想法应用到我们经济中对环境危害最大的部门之一:航空业。飞机不仅排放大量的二氧化碳,它们还将其他温室气体,如氮氧化物直接排放到上层大气中,在那里它们的升温效应大大增强。

它们燃烧产生所有这些排放物的化石燃料是碳氢化合物,这意味着它们是由碳和氢的组合组成的。这让一些人认为,通过捕获飞机产生的二氧化碳,并将其与水提取的氢结合,可能会制造出这些燃料的合成版本。

如果能源这些反应的动力来自可再生资源,它们的生产不会导致任何排放的增加。当这些燃料我们如果重新燃烧,它们只是将从大气中捕获的二氧化碳返回,使燃料有效地达到碳中性。

这是个好主意,但将二氧化碳转化为有用燃料的过程比听起来要复杂得多。到目前为止,大多数努力都是需要的昂贵的催化剂,加速化学反应速度的物质,或者是多种物质能源密集的加工步骤,这意味着产生的燃料要比化石燃料贵得多。

尽管如此,牛津大学的研究人员已经开发出一种新的低成本催化剂,可以直接将二氧化碳转化为航空燃料,他们说,这最终可能为航空燃料的循环经济奠定基础。

喷气航空燃料和石化起始化合物并非消耗化石原油,而是由一种宝贵的、可再生的原材料——二氧化碳——生产出来的。自然通讯

在航空燃料二氧化碳循环经济中,“货物”(这里是航空燃料)在封闭的环境中不断被再加工,他们补充说,这不仅会节约自然化石资源,保护环境,但也会创造新的就业机会、经济和市场。

制造航空燃料尤其具有挑战性,因为大多数从二氧化碳合成碳氢化合物的路线都倾向于产生只有几个碳原子的小分子,如甲烷和甲醇。喷气燃料是由含有m的分子组成的任何碳原子的长链,并且很少有成功的尝试不经过额外处理就直接从二氧化碳中产生它们。

但是,通过结合之前的研究成果,该小组能够创造出一种低成本的铁基催化剂,可以从二氧化碳和氢气中产生大量的航空燃料。铁已经被广泛使用d在这类反应中,但他们将其与锰结合,锰被证明可以提高铁催化剂的活性,钾被认为可以促进长链碳氢化合物的形成。

他们使用一种被称为有机燃烧法(OCM)的方法来制备催化剂,在这种方法中,原材料与柠檬酸结合,制成浆料,然后在662华氏度(约合657摄氏度)的温度下燃烧4个小时,生成一种细粉末。这是一种比以前的方法简单得多的处理技术,这意味着它有望在工业上应用。

扩大这一过程以满足航空业的需求并不容易。提高合成步骤的效率只是这个难题的一部分。C从空气中收集大量的二氧化碳是非常困难的,而分解水制造氢气也需要大量的电力。

在荷兰鹿特丹机场建立一个将二氧化碳转化为航空燃料的试点工厂的计划已经在进行中,但正如“地球之友”的活动家Jorien de Lege所说告诉英国广播公司,扩大这项技术的规模将是一项艰巨的任务。

“如果你仔细想想,这个示范工厂基于可再生能源每天可以生产1000升。这相当于在波音747上飞行5分钟。”

尽管如此,开发一种廉价、高产量的催化剂是使这个想法更可行的重要一步。让我们的飞机在稀薄的空气中飞行听起来像是一个疯狂的雄心勃勃的想法,但这个目标已经离我们更近了一点。

图片来源:免费的照片Pixabay

我是一名自由科技作家,住在印度班加罗尔。我的主要兴趣领域是工程学、计算机和生物学,尤其关注这三者之间的交叉点。

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