“催化剂为煤炭转化为液体燃料的二氧化碳捕获敞开了大门”

全球能源成本预测，未来几十年煤炭将成为世界主要能源之一，其中更多的煤炭用于ctl，煤炭转化为液体燃料。 来自清洁能源和低碳能源北京和埃因霍温科技大学研究所的研究人员开发，铁基催化剂大幅降低了运行价格，从ctl中产生大量的co 2。 他们的研究结果发表在了《科学高级》杂志上。

要理解这个成果的重要性，需要对ctl流程有一点了解。 第一阶段是将煤转换为合成气，即一氧化碳( co )和氢气) h2 )的混合物。 采用所谓的fischer-tropsch工艺，将这些成分转换为液体燃料。 但是，在此之前，为了确保最终产品液体燃料，有必要改变合成气体的成分。 这是在被称为水气变换的过程中，一点的co通过将其变换为co 2而从合成气体中排出(被拒绝)。

在这条链条上，研究人员处理了fischer-tropsch核反应堆的关键问题。 和许多化学解决一样，催化剂需要能够反应。 ctl催化剂主要是铁基催化剂。 遗憾的是，他们将30%的co转化为不必要的co 2，副产品在这个阶段不太能捕捉到，经常会大量释放，消耗大量能量也没用。

北京和埃因霍温的研究人员发现，释放co 2的事实是，铁系催化剂不纯，由几部分组成。 他们可以生产纯形式的特定碳化铁，&epsilon； 铁碳化物具有非常低的co 2选择性。 也就是说，几乎不产生二氧化碳。 虽然已知存在，但至今仍不稳定，不适合严格的fischer-tropsch工艺。 中荷研究小组目前表明，这种不稳定性是由催化剂中的杂质引起的。 相比之下，他们开发的相纯&epsilon； 铁碳化物稳定且维持功能，即使在23巴和250℃的典型工业加工条件下也是如此。

这个新的催化剂除去了费-托合成反应器中几乎所有的co 2的产生。 典型的ctl工厂每年可以节省约2500万欧元的所需能源和运营价格。 以前这个阶段排放的co 2已经可以在以前的水气变换阶段除去了。 这是个好消息。 因为在这个阶段捕获要容易得多。 实现这一点的技术称为ccus (碳捕获、利用、存储)。 那个由其他人开发，已经在几个试验工厂应用了。

从煤炭到液体燃料的转换特别适合煤炭资源丰富的国家，这些国家必须进口石油来供应液体燃料，例如中国和美国。 注意到我们的新技术促进了煤炭化石燃料的采用。 但是，煤炭资源丰富的国家在今后几十年内很可能会继续开采煤炭储量。 我们希望他们以最可持续的方式帮助他们。 埃因霍温科技大学首席研究员emiel hensen教授说。

研究结果可能会减少开发基于钴的ctl催化剂的努力。 钴系催化剂虽然没有co 2的问题，但价格昂贵，同时由于电池采用钴而迅速成为稀缺资源，占钴总消费量的一半。

hensen预计，新开发的催化剂也将在未来能源和基础化学物质领域发挥重要意义。 原料不是煤和天然气，而是废弃物和生物质。 合成气也是这些新原料转化的中间产品，因此将继续成为中心因素。

本文：《“催化剂为煤炭转化为液体燃料的二氧化碳捕获敞开了大门”》