乙烯生产碳捕获转换的突破性发现

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由伊利诺伊大学芝加哥分校的Meenesh Singh领导的一个研究团队发现了一种将工业废气中捕获的100%二氧化碳转化为乙烯的方法，乙烯是塑料产品的关键组成部分。

他们的发现发表在《细胞报告物理科学》上。

十多年来，研究人员一直在探索将二氧化碳转化为乙烯的可能性，但UIC团队是第一个实现近100%利用二氧化碳生产碳氢化合物的方法。他们的系统使用电解将捕获的二氧化碳气体转化为高纯度乙烯，以其他碳基燃料和氧气作为副产品。

该过程可以将多达6公吨的二氧化碳转化为1公吨乙烯，回收几乎所有捕获的二氧化碳。由于系统依靠电力运行，使用可再生能源可以使该过程产生碳负值。

根据Singh的说法，他的团队的方法通过实际减少工业中的二氧化碳总产量，超越了其他碳捕获和转换技术的净零碳目标。这是一个净负数。每生产1吨乙烯，你就会从点源中提取6吨二氧化碳，否则这些二氧化碳将释放到大气中。

之前将二氧化碳转化为乙烯的尝试依赖于在源二氧化碳排放流中生产乙烯的反应堆。在这些情况下，只有10%的二氧化碳排放通常转化为乙烯。乙烯稍后必须在通常涉及化石燃料的能源密集型过程中从二氧化碳中分离出来。

在UIC的方法中，电流通过一个电池，其中一半填充捕获的二氧化碳，另一半填充水基溶液。电气化催化剂将水分子中的带电氢原子吸入由膜分离的单元的另一半，在那里它们与二氧化碳分子的带电碳原子结合形成乙烯。

在全球人造化学品中，乙烯的碳排放量排名第三，仅次于氨和水泥。乙烯不仅用于为包装、农业和汽车行业制造塑料产品，还用于生产用于防冻剂、医疗消毒剂和房屋乙烯基壁板的化学品。

乙烯通常采用蒸汽裂解工艺制造，需要大量的热量。裂解每吨乙烯产生约1.5公吨的碳排放。平均而言，制造商每年生产约1.6亿吨乙烯，导致全球超过2.6亿吨二氧化碳排放。

除了乙烯外，UIC科学家还能够通过电解方法生产其他对工业有用的富碳产品。他们还实现了非常高的太阳能转换效率，将10%的能源直接从太阳能电池板转换为碳产品输出。这远远高于2%的最先进标准。对于他们生产的所有乙烯，太阳能转换效率约为4%，与光合作用的速率大致相同。

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