PHOTO COURTESY OF PHIL DE LUNA

减轻人为原因而造成的气候变化是二十一世纪人类面临的重大挑战。如今,通过研究和科技创新,我们距离找到解决方案更近了一步。

近期,由多伦多大学电子与计算机工程教授兼纳米科技加拿大纳米科技研究协会成员(Canada Research Chair)泰德·萨金特博士(Dr. Ted Sargent)领导的科研小组在自然催化刊物(Nature Catalysis)上发表了针对这一顽固问题的解决方法。

研究员们运用电子还原反应将造成地球气候变化的主要温室气体二氧化碳(CO₂)转换成多种碳氢化合物,包括乙烯,一种可以构成平时社会中常见的塑料产品的化学物质。

科研团队也研发了一种有催化作用的铜催化剂,位于萨斯喀彻温(Saskatchewan)的加拿大光源研究所(Canadian Light Source)正在更加深入地研究这一催化剂。

“当植物用二氧化碳、水分和阳光来制造糖分时,我们用水和可再生能源来制造燃料和化学原料。多伦多大学博士生同时也是这一研究项目的主要负责人菲尔·戴露娜(Phil De Luna)在给The Varsity的一封邮件中这样写道。

换句话说,研究员们已经发现了一种进行人工光合作用的方法。

“我们也做到了监测化学反应过程中物质的变化过程,这是以前在二氧化碳电子还原反应中从来没有人可以做到的事情,他在邮件中也这样写道。

研究团队的结果研究团队将已经进行了在一年多的科研过程中使用了大量可持续性的材料以及长期储存能源储存的技术研究推上了顶峰,也。这一举措有利于帮助了整个项目顺利地的从纯研究的环境中进入了转型成测试阶段为投入使用后的初始阶段。

事实上,科研团队的远见和毅力帮助他们进入了名碳X奖(Carbon XPrize)半决赛,成为了23位晋级选手之一。碳X奖是一个全球性的竞赛,比赛最终会将两千万元的奖项颁给一支能高效收集二氧化碳并有效转换成可用材料的团队。

全球聚乙烯树脂的需求量预计在2018年上升至9960万公吨。因此,这一技术可能会给化学和制造行业带来巨大深彻的影响。

露娜表示这一技术可以既可以商业化达到正常贸易的需求,又同时有助于可持续性塑料材料的生产。瓶子、包装袋一类的不可降解材料十分不利于回收,焚烧是目前处理这些垃圾的唯一方法。然而,这则会释放大量二氧化碳进入大气层。

“但是,(如果)我们在焚烧塑料时能够收集这些二氧化碳,将这些气体重新转化为塑料,我们就能完全切断这一恶性循环。露娜写道。

这一技术不仅能使可持续性乙烯生产过程中排放更少的废料,若将化学反应的条件和使用的催化剂稍作调整,类似技术将被用来把二氧化碳转化成无数种不同材料。

这些材料包括合成气,这是一种制造合成燃料,生物燃料,天然气,和甲乙酸的前体所必须的气体。甲乙酸也是纺织业中很常用的一种材料。

“这是一个很热门的研究方向,露娜说。全世界的科学家们都在想办法将生产原料的过程变得更高效、更准确、更经济。现在正式这一科技高速发展的大时代。


翻译/Translate: 管亦笛/Yidi Guan

校对/Proof: 候嘉炜/Jiawei Hou

终校/Final Read: 沈梦溪/Mengxi Shen