我國攻克高碳排放難題綠色催化技術新突破

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2025-11-05 12:10:58 光明網(wǎng)

我國科學家在綠色催化技術上取得新突破，成功攻克高碳排放難題。費托合成是一種重要的催化反應技術，用于將合成氣轉化為液體燃料或烯烴等高值化學品。此次，科學家們開發(fā)出一種新的催化調控技術，使費托合成過程幾乎不產生二氧化碳，并大幅提升油品或烯烴的產率，為低碳化工制造提供了新策略。這項成果已在《科學》雜志上在線刊發(fā)。

費托合成在煤炭、天然氣和生物質等碳資源制備油品和高值化學品過程中發(fā)揮著關鍵作用。傳統(tǒng)上，該過程主要采用鐵基催化劑，這種催化劑具有低成本、高油品時空產率等優(yōu)勢，目前占據(jù)全球三分之二以上的費托合成產能。然而，其最大缺點是在反應過程中易產生大量二氧化碳，產率常高達30%，導致碳資源浪費。

中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東教授團隊與北京大學馬丁教授團隊合作研究發(fā)現(xiàn)，在合成氣中引入極其微量的鹵素化合物如溴甲烷、碘甲烷等，可以實現(xiàn)對鐵基催化劑表面反應路徑的精準控制，從而關閉生成二氧化碳的反應路徑，使二氧化碳幾乎實現(xiàn)“零排放”。此外，這種方法還能將高附加值烯烴的比例提升至85%以上，超過行業(yè)平均水平。

溫曉東表示，這種調控方式完全不改變原有催化劑結構，無需更換設備，只需引入微量的鹵素化合物，就像在烹飪中加入一滴“分子級調味料”，就能實現(xiàn)“動態(tài)調控”，關閉副反應通道，提升反應的碳原子利用效率，具有極強的工程適應性。

馬丁指出，費托合成是中國煤化工和合成氣化工的重要支柱，但其二氧化碳釋放問題一直是制約其綠色升級的最大挑戰(zhàn)之一。以往的方法最多只能將二氧化碳生成比例從30%降到10%。團隊的工作提供了一個簡單有效的技術解決方案，攻克了“費托合成高碳排放”的世界性難題，實現(xiàn)了綠色低碳的烯烴或油品生產，有望為我國煤化工過程的脫碳提供新的路徑。

(責任編輯：zhangxiaohua)

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