维也纳工业大学开发出减少二氧化碳排放的新催化剂

维也纳工业大学研究人员正在对一种特殊的矿物——钙钛矿进行研究。目前钙钛矿普遍作为太阳能电池的负极材料或电子元件使用，而并非利用其催化性能。现在，维也纳工业大学的科学家们已经成功地制备了一种特殊的钙钛矿，很适合作为二氧化碳转化催化剂，可将二氧化碳转化为其他有价值的物质如合成燃料。这种新的钙钛矿催化剂非常稳定，且相对便宜，适合于工业使用。

利用水煤气变换反应的逆向反应，二氧化碳和氢气反应生成水和一氧化碳。一氧化碳经过进一步加工生成甲醇、其他基础化学品或燃料。虽然这种反应并非什么新东西，但时至今日二氧化碳也没有真正实现工业利用。通常这一过程需要采用高温，造成催化剂很快失活。

Christoph Rameshan教授会同其研究团队，通过调整钙铁矿，研究这种反应专用的催化剂，最后他们获得成功。经过多次试验，最终找到了一种由钴、铁、钙和钕组成的性能优异的钙钛矿，可以实现碳闭环循环。

这种钙钛矿由于其特殊晶体结构，允许某些原子在其内部迁移。例如，在催化过程中，材料内部的钴原子会转移到表面，形成具有特殊化学活性的微小纳米颗粒。与此同时，形成了所谓的氧空穴——晶体中氧原子应该占据的位置。二氧化碳分子恰好与这些空穴实现了良好对接，然后分解成氧气和一氧化碳。

Christoph Rameshan表示，有证据表明他们研发的钙钛矿比其他催化剂更稳定。另外一个优势是可以再生，使用一段时间后催化活性会减弱，只需在氧气的帮助下就能恢复到原始状态，可再次使用。初步评估表明，该催化剂也具有经济前景。虽然比其他催化剂贵，也仅仅贵二倍而已，但更耐用。研究团队正在尝试用其他东西来取代钕，成本会进一步降低。

从理论上讲，可以利用先进技术捕集大气中的二氧化碳，但要做到这一点，必须首先将二氧化碳浓缩，这需要相当多的能量，因此在大量产生二氧化碳的地方如工厂，先将二氧化碳转化，或许效率会更高。只需在现有大量排放二氧化碳的工厂增加一个反应器，二氧化碳先被转化为一氧化碳，然后再进一步处理。这种内嵌式生产燃料的工厂不但有利于改善气候，还会产生额外的利润。