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捕碳做乙酸 製藥、製衣都有它

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研究人員開發出一種催化劑,可以將大氣中的二氧化碳轉化為乙酸,這是一種用途廣泛的工業化學品和食品添加劑。

澳大利亞、美國和日本的研究員在國際期刊「自然通訊」(Nature Communications)發表了這項研究,他們以可行的方式將二氧化碳排放轉化成用途極廣的乙酸。

每年全球乙酸需求量約650萬噸,用來製造藥品、乙烯基、紡織品和化妝品等各種產品。乙酸也是醋的主要成分,通常用作食品防腐劑。

食品業的乙酸大多以發酵製成,但在其他產業,乙酸是從化石燃料中製得,製造過程中會釋放溫室氣體,通常還需要鈷、銥和銠等昂貴的貴金屬。

現在,研究團隊使用價格較低的鐵作為催化劑,用二氧化碳和氫製造乙酸。鐵催化劑在整個反應過程中保持固體的狀態,表示製造過程中不需額外的設備和能源來純化乙酸。

澳洲蒙納許大學的副教授坦克薩爾表示,鐵是製造乙酸良好的催化劑,「但問題是,鐵要如何在酸性水的環境中保持穩定。」製造乙酸時,酸會溶於水;鐵則會在水中生銹、氧化。

研究人員的解方是使用金屬有機框架材料(Metal Organic Frameworks, MOF)。MOF是一種由金屬原子(此指鐵)製成的物質,和碳基橋連接後形成一種類似海綿的物質,上面有分子大小的孔洞。

接著,研究人員加熱MOF,讓部分的鐵原子融合在一起,形成數個奈米大小的顆粒,並嵌入在多孔的碳層中,過程所得的催化劑能有效的從氫和二氧化碳中生成乙酸。坦克薩爾表示,他的團隊經過一年多來的嘗試和犯錯才得到這種催化劑。

該催化劑的成本比目前使用的更經濟,研究人員正在努力走向商業化。不過坦克薩爾認為,問題其實不在催化劑本身,而是它的原料——氫和二氧化碳。他說:「雖然現在取得氫和二氧化碳相當容易,但如果它們是透過綠色能源生產取得,就會拉高許多成本。」

坦克薩爾也認為,要實現技術真正的效益,也就是實現負碳排,必須從空氣捕捉二氧化碳,並使用再生能源從水中製造氫。

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