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用太阳能,将水和二氧化碳合成燃料。如果能利用太阳能,将二氧化碳和水一步转化成含五个碳原子以上的液态碳氢化合物,就能产生足以替代汽油的太阳能燃料,实现低碳燃料循环。德克萨斯大学阿灵顿分校的科学家真的实现了这种反应。他们将二氧化碳和水通入反应容器,使用含钴和二氧化钛的催化剂,在紫外光照射、高压和180~200℃高温条件下,将他们转化成了液态燃料,每个分子最多含有13个碳原子,包括烷烃、芳香化合物以及含氧衍生物等,其中5个碳原子及以上的产物占了产物总质量的13%。科学家还发现,提高压力可以促使反应生成更长碳链的化合物。虽然转化效率还没有达到商业化要求,但该反应使用的原料廉价易得,过程简单直接,需要的光波波长也与太阳光谱相匹配,为我们打开了利用太阳能合成液态燃料的新方向。
CO2还原方法:CO2的电化学还原,光电化学还原CO2,光催化还原CO2。
光电化学还原CO2,半导体在光照作用下,利用阴极材料在电化学作用下都能产生催化活性的特性,达到光电结合催化还原CO2的目的。
(1)利用气体扩散电极增加CO2压强促进反应;
(2)利用有机络合物将CO2固定成C3以上的更复杂产物;
(3)采用有机溶剂溶解CO2并利用低温技术;
(4)采用不同电极并控制反应温度以选择生成物。
1.常压CO2还原在线系统
常压CO2还原系统,主要配合CEL-SPH2N光催化活性评价系统使用。实现两种进样方式,恒压进样系统,可以使反应体系在恒定过量的CO2体系统中,反应,实现光催化或光电催化反应。
也可以采用定量的加入CO2气体,定量的反应,可以采用针管取CO2气体,也可以采用低压气罐将气体定量放入反应系统。
2.高压CO2还原系统
(1)简易高压CO2还原系统,采用气相光催化在线测试系统,主要应用于连续相光催化,气固相光催化,气液反应光催化。配合CEL-HPR+系列高压光催化反应釜,实现气固液的在线反应及分析。
(2)高压CO2光催化还原体系 实现CO2、H2、CO等多路气体的配气混合,并按需求实现任意气体配比。可以进行相应的光催化实验。多路配气系统,多级混合反应,耐压的全不锈钢管路系统,按实际需求定制的各种混合釜,反应釜。CEL-GPPC气相光催化系统 (3)高压光电催化还原体系 侧面开石英窗或蓝宝石窗口可实现光照,HPRS-PEC250高压光电反应釜。
CEL-HPRS+侧照系列光催化反应釜
型号 | 容积 | 通光孔径 | 通光材料 | 照射方式 | 连接形式 | 釜体 |
HPRS-PEC250 | 250ml | 40mm | 化学性质稳定,耐高温性能好,强度高,光学散射小和折射率的均匀性好,并且拥有更强的光线通过率 | 侧照式光催化反应(水平照射)。 | 法兰连接,卡环结构固定,密封采用耐高温石墨复合材料。 | 316L不锈钢釜体,(可选配哈氏合金,哈氏合金的阀门管件) |
CEL-HPR250S | 250ml | 40mm |
技术参数:
名称 | 参数 |
容积 | 100ml、250ml、50ml、500ml |
窗口材料 | 蓝宝石、透光直径40mm(25ml、50ml、通光直径27mm) |
照射方式 | 顶照投射式(TOP)、侧照式光催化(Side) |
工作压力 | 10MPa,(可订做耐压20MPa,30MPa) |
自动平台 | 可自动调节光源高度,便于釜体的装样,行程400mm |
釜体材料 | 不锈钢材质(可以随时喷涂PTFE,可订做哈氏合金),内衬(PTFE、石英) |
釜盖 | 不锈钢材质、标配针阀、三通球阀、卸荷阀、双热电偶、压力表、备用接口阀门为美国anlok; |
连接方式 | 双半月牙形卡环和法兰连接结构 |
密封 | 采用耐高温石墨复合材料密封,双线密封结构 |
加热温度 | <250℃显示精度0.1℃,顶照式控制精度<1℃(介质水) |
控温方式 | 釜体内外双点控温 |
控制显示 | 液晶屏设定显示:控制温度、釜体温度、炉体温度、磁子搅拌转速、 |
电源配置 | 200-240V/AC,50-60Hz,1000W |
平台 | 配套光源平台,可以实现光源的自动升降,(可选配300W光催化氙灯光源(HXF300、PF300-T8)、大功率LED(LED100HA)、汞灯光源等) |