客观日本

早稻田大学发现新材料,可在低于500℃的温度下将二氧化碳转化为资源

2021年01月25日 化学材料

本文根据早稻田大学成果发布编译整理而成

早稻田大学先进理工学研究科研究生一年级的牧浦淳一郎与早稻田大学理工学术院的比护拓马讲师和关根泰教授等人组成的研究团队,发现了能在比原来低的500度以下的温度下将二氧化碳转化为一氧化碳的新材料。

研究团队此次新发现的Cu-In2O3即使在低温下,氧化物离子的移动速度也非常快,通过结合氧化和还原反应,可以有效地将二氧化碳转化为资源。研究发现,以前几乎没有考虑过的铜和铟组合形成的氧化物,也具备通过氧化还原将二氧化碳转化为资源的高性能。今后,通过组合太阳热和电解氢等,有望有选择地将二氧化碳高效转化为资源。

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图1:通过此次的材料和工艺可利用可再生能源将二氧化碳转化为资源

人类一直在从地壳中挖掘和消耗资源,排放了大量二氧化碳。二氧化碳被认为是导致地球变暖的物质之一,今后有望利用可再生能源将迄今为止排放的二氧化碳转化为资源等。研究人员研究了很多将二氧化碳变为资源的方法,此次,研究团队研究了通过结合固体氧化物的氧化和还原反应,以低于以往的温度将二氧化碳有效转化为一氧化碳的方法,最终取得了此次的发现。

此次,研究团队利用新发现的Cu-In2O3,通过化学循环进行了逆向水气转换反应,由此在低于500度(参考图2)的温度下,以10mmol/g/h的高速度将二氧化碳有效转化成了资源。各种分析表明,在Cu-In2O3上的反应源自Cu-In2O3与Cu-In合金之间的氧化还原。另外还发现,实现高二氧化碳反应率的关键因素是合金中的氧化物离子的高速移动。

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图2:此次发现的材料(左侧蓝色部分)性能远远高于已知材料(右侧红框)。

论文信息
题目:Fast oxygen ion migration in Cu–In–oxide bulk and its utilization for effective CO2 conversion at lower temperature
期刊:Chemical Science
DOI:10.1039/D0SC05340F

日语发布资料
编译:JST客观日本编辑部

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