新催化剂将温室气体再循环为燃料和氢气
【新催化剂将温室气体再循环为燃料和氢气】科学家已经通过开发一种持久，经济的催化剂，朝着循环碳经济迈出了重要的一步，该催化剂将温室气体再循环为可用于燃料，氢气和其他化学物质的成分 。研究人员称，在逆转全球变暖的努力中，这一结果可能是革命性的 。该研究于2月14日发表在《科学》杂志上 。
“我们着手开发一种有效的催化剂，该催化剂可以无故障地转化大量温室气体中的二氧化碳和甲烷，” KAIST化学与生物分子工程和化学副教授，Cafe T. Yavuz说 。
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该催化剂由廉价且丰富的镍，镁和钼制成，可引发并加快将二氧化碳和甲烷转化为氢气的反应速率 。它可以有效工作一个多月 。
这种转换被称为“干重整”，其中处理诸如二氧化碳之类的有害气体以产生更多有用的化学物质，这些化学物质可以被精制以用于燃料，塑料甚至药物 。这是一个有效的过程，但是以前需要稀有和昂贵的金属（例如铂和铑）来引发短暂而无效的化学反应 。
其他研究人员此前曾提出将镍作为一种更经济的解决方案，但会形成碳副产物，并且表面纳米粒子将在廉价的金属上结合在一起，从根本上改变了催化剂的组成和几何形状，并使其变得无用 。
Yavuz说：“困难在于缺乏对庞大催化剂表面活性位点的控制，因为尝试的任何精制方法也会改变催化剂本身的性质 。”
研究人员在还原环境下，在单晶氧化镁的存在下，生产了镍钼纳米粒子 。当成分在反应气体下加热时，纳米粒子在原始晶体表面移动，寻找锚定点 。
生成的活化催化剂密封了其自身的高能活性位点，并永久固定了纳米颗粒的位置-意味着镍基催化剂将不会积碳，而且表面颗粒也不会彼此结合 。
KAIST化学与生物分子工程学系的研究生第一作者宋永东说：“我们花了将近一年的时间才了解其基本机理 。” “一旦我们详细研究了所有化学事件，我们就会感到震惊 。”
研究人员将其称为单晶边缘的催化剂纳米催化剂（NOSCE） 。氧化镁纳米粉来自精细结构形式的氧化镁，其中分子连续结合到边缘 。表面没有断裂或缺陷，可进行均匀且可预测的反应 。
Yavuz说：“我们的研究解决了催化剂行业面临的许多挑战 。” “我们相信，NOSCE机制将改善其他低效的催化反应，并进一步节省温室气体的排放 。”
这项工作得到沙特阿拉伯石油公司-KAIST二氧化碳管理中心和韩国国家研究基金会的部分支持 。
其他贡献者包括Ercan Ozdemir，Sreerangappa Ramesh，Aldiar Adishev和Saravanan Subramanian，他们都与KAIST的能源，环境，水和可持续性研究生院有联系 。Aadesh Harale，Mohammed Albuali，Bandar Abdullah Fadhel和Aqil Jamal，都在沙特阿拉伯的研究和发展中心工作；
和Dohyun Moon和Sun Hee Choi，他们都在韩国浦项加速器实验室工作 。Ozdemir还隶属于土耳其盖布泽技术大学纳米技术研究所 。Fadhel和Jamal还隶属于韩国的Saudi-Armco-KAIST CO2管理中心 。
文章来源：ScienceDaily
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