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| 來自大氣的鉆石：CO2變身高價值碳納米管 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-10-15 10:28:18 瀏覽次數(shù)： |
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尋找一種技術(shù)，可將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)變成為有價值的商品，一直以來都是一個遙不可及的夢想。但現(xiàn)在一個由化學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)聲稱他們已經(jīng)成功發(fā)明出一種低成本的轉(zhuǎn)化技術(shù)，可將CO2直接轉(zhuǎn)變成價值高的碳納米管，作為工業(yè)及民用產(chǎn)品。
 在第250屆美國化學(xué)學(xué)會（ACS）全國性會議暨展覽會上，一化學(xué)家團(tuán)隊(duì)將展示有關(guān)CO2捕獲及利用的新技術(shù)。
“我們已經(jīng)找到一種能利用大氣中的CO2生產(chǎn)高產(chǎn)的碳納米纖維的方法”，Stuart Licht博士說，他在喬治華盛頓大學(xué)帶領(lǐng)了一支研究團(tuán)隊(duì)。“這種納米纖維可以用來制造超強(qiáng)碳復(fù)合材料--可用于波音夢幻客機(jī)、高端的運(yùn)動器材、風(fēng)力渦輪葉片以及其它大部分產(chǎn)品中。”
該研究團(tuán)隊(duì)曾報(bào)道過在無CO2條件下制備肥料和水泥。如今，該團(tuán)隊(duì)表明他們的研究可以把CO2從一個全球變暖的難題轉(zhuǎn)變成熱銷的納米碳纖維制備原料。
Licht把他的方法叫做“來自大氣的鉆石”。這不僅表明碳可以用來制備鉆石，也可以用來制備那些高價值產(chǎn)品，例如利用大氣中的碳和氧制備納米碳纖維。
這種合成方法效率高、能耗低，只需要幾伏特電力、太陽光以及大量的CO2。從本質(zhì)上說，就是利用電解合成碳納米纖維。因?yàn)镃O2在高溫熔融碳酸鹽電解浴于1380F（750℃）中分解。將空氣充入電解池中，CO2在高溫及在鎳、鐵電極的直流電作用下迅速分解，在鐵電極上生成納米碳纖維，在鐵電極上移除、搜集即可。
采用效率極高的聚光太陽能混合系統(tǒng)產(chǎn)生熱能和電能，為碳納米管的合成過程提供能量。具體來說，就是通過聚集太陽光，一方面使光伏太陽能電池發(fā)電，另一方面使得第二體系產(chǎn)生熱量和熱能來提高電解池的溫度。
Licht預(yù)測每生產(chǎn)一噸納米碳纖維所需的這種太陽能熱化學(xué)過程的電能成本大約為1000美元，也就是說，系統(tǒng)的運(yùn)行成本比產(chǎn)品的輸出價值小數(shù)百倍。
Licht說，我們預(yù)測利用這種合成體系不需要日照面積為撒哈拉沙漠面積10%區(qū)域的太陽能，就可以轉(zhuǎn)化足夠多的CO2，使之降低到工業(yè)革命前10年的大氣水平。
目前該合成體系是實(shí)驗(yàn)性的，而Licht最大的挑戰(zhàn)將是改進(jìn)合成過程，獲得制備均一尺寸的納米纖維的經(jīng)驗(yàn)。“我們正在迅速擴(kuò)大規(guī)模，”他補(bǔ)充道，“并且很快我們就可以達(dá)到每小時生成數(shù)十克的納米纖維的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。”
Licht說，該團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)最新進(jìn)展，能夠進(jìn)一步降低碳纖維合成的能耗。解釋說，這種最近的合成技術(shù)可以使得納米碳纖維可以在750℃下低于1伏特的環(huán)境下生長，舉例來講，也就是遠(yuǎn)低于工業(yè)制備鋁的1000攝氏度、3-5伏特電壓條件。
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