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| 來自大氣的鉆石：CO2變身高價值碳納米管 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-10-15 10:28:18 瀏覽次數： |
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尋找一種技術，可將溫室氣體二氧化碳轉變成為有價值的商品，一直以來都是一個遙不可及的夢想。但現在一個由化學家組成的團隊聲稱他們已經成功發明出一種低成本的轉化技術，可將CO2直接轉變成價值高的碳納米管，作為工業及民用產品。
 在第250屆美國化學學會（ACS）全國性會議暨展覽會上，一化學家團隊將展示有關CO2捕獲及利用的新技術。
“我們已經找到一種能利用大氣中的CO2生產高產的碳納米纖維的方法”，Stuart Licht博士說，他在喬治華盛頓大學帶領了一支研究團隊。“這種納米纖維可以用來制造超強碳復合材料--可用于波音夢幻客機、高端的運動器材、風力渦輪葉片以及其它大部分產品中。”
該研究團隊曾報道過在無CO2條件下制備肥料和水泥。如今，該團隊表明他們的研究可以把CO2從一個全球變暖的難題轉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。從本質上說，就是利用電解合成碳納米纖維。因為CO2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產生熱能和電能，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電，另一方面使得第二體系產生熱量和熱能來提高電解池的溫度。
Licht預測每生產一噸納米碳纖維所需的這種太陽能熱化學過程的電能成本大約為1000美元，也就是說，系統的運行成本比產品的輸出價值小數百倍。
Licht說，我們預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%區域的太陽能，就可以轉化足夠多的CO2，使之降低到工業革命前10年的大氣水平。
目前該合成體系是實驗性的，而Licht最大的挑戰將是改進合成過程，獲得制備均一尺寸的納米纖維的經驗。“我們正在迅速擴大規模，”他補充道，“并且很快我們就可以達到每小時生成數十克的納米纖維的產業規模。”
Licht說，該團隊取得了一項最新進展，能夠進一步降低碳纖維合成的能耗。解釋說，這種最近的合成技術可以使得納米碳纖維可以在750℃下低于1伏特的環境下生長，舉例來講，也就是遠低于工業制備鋁的1000攝氏度、3-5伏特電壓條件。
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