維也納工業大學開發出減少二氧化碳排放的新催化劑

維也納工業大學研究人員正在對一種特殊的礦物——鈣鈦礦進行研究。目前鈣鈦礦普遍作為太陽能電池的負極材料或電子元件使用，而并非利用其催化性能。現在，維也納工業大學的科學家們已經成功地制備了一種特殊的鈣鈦礦，很適合作為二氧化碳轉化催化劑，可將二氧化碳轉化為其他有價值的物質如合成燃料。這種新的鈣鈦礦催化劑非常穩定，且相對便宜，適合于工業使用。

利用水煤氣變換反應的逆向反應，二氧化碳和氫氣反應生成水和一氧化碳。一氧化碳經過進一步加工生成甲醇、其他基礎化學品或燃料。雖然這種反應并非什么新東西，但時至今日二氧化碳也沒有真正實現工業利用。通常這一過程需要采用高溫，造成催化劑很快失活。

Christoph Rameshan教授會同其研究團隊，通過調整鈣鐵礦，研究這種反應專用的催化劑，最后他們獲得成功。經過多次試驗，最終找到了一種由鈷、鐵、鈣和釹組成的性能優異的鈣鈦礦，可以實現碳閉環循環。

這種鈣鈦礦由于其特殊晶體結構，允許某些原子在其內部遷移。例如，在催化過程中，材料內部的鈷原子會轉移到表面，形成具有特殊化學活性的微小納米顆粒。與此同時，形成了所謂的氧空穴——晶體中氧原子應該占據的位置。二氧化碳分子恰好與這些空穴實現了良好對接，然后分解成氧氣和一氧化碳。

Christoph Rameshan表示，有證據表明他們研發的鈣鈦礦比其他催化劑更穩定。另外一個優勢是可以再生，使用一段時間后催化活性會減弱，只需在氧氣的幫助下就能恢復到原始狀態，可再次使用。初步評估表明，該催化劑也具有經濟前景。雖然比其他催化劑貴，也僅僅貴二倍而已，但更耐用。研究團隊正在嘗試用其他東西來取代釹，成本會進一步降低。

從理論上講，可以利用先進技術捕集大氣中的二氧化碳，但要做到這一點，必須首先將二氧化碳濃縮，這需要相當多的能量，因此在大量產生二氧化碳的地方如工廠，先將二氧化碳轉化，或許效率會更高。只需在現有大量排放二氧化碳的工廠增加一個反應器，二氧化碳先被轉化為一氧化碳，然后再進一步處理。這種內嵌式生產燃料的工廠不但有利于改善氣候，還會產生額外的利潤。