诺贝尔化学奖获得者、南加利福尼亚大学化学系教授乔治·欧拉率领团队，首次采用基于金属钌的催化剂，将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇燃料，转化率高达79%。该研究向通往未来“甲醇经济”迈出了重要一步。相关研究成果刊登在最新一期《美国化学学会杂志》上。
南加利福尼亚大学化学教授叙利娅·普拉卡什说：“直接在捕获二氧化碳的气罐中用氢分子将其转换为甲醇，我们率先做到了！”该研究既可去除大气中的温室气体二氧化碳，生成的甲醇还能作为汽油的替代燃料。英国谢菲尔德大学二氧化碳利用中心主任彼得·司德林称这是一项重要成果，是“空气获得的二氧化碳直接反应生成附加值化学品的第一步”，因为它不需要高温裂解预分离二氧化碳，且反应可在任何地点进行。
过去几年，化学家们一直在研究把二氧化碳转化为有用产品的各种方法，例如，用氢气处理二氧化碳生产出甲醇、甲烷或甲酸。因可在燃料电池中作为替代燃料以及用于氢存储，如何将二氧化碳转化为甲醇的研究备受青睐。
二氧化碳转化成甲醇过程中的一个关键因素是找到合适的均相催化剂，这对于加快化学反应生产甲醇至关重要。但问题是，转化反应需要的高温（约150℃）条件，往往会导致催化剂的分解。
据物理学家组织网报道，此次研究人员开发出在高温下不会分解的金属钌催化剂，稳定性好，可重复使用，并可连续生产甲醇。研究表明，用新的催化剂及一些额外的化合物，可将从空气中捕获的二氧化碳转换为甲醇的效率提高到79%。在最初过程中，甲醇会与水混合，但水很容易通过蒸馏分离。
研究人员希望这项工作未来能为“甲醇经济”做出贡献，并计划开发出一个“人为的碳循环”，其中碳被回收利用，以补充自然界碳的循环。
据科技日报
产业价值
二氧化碳制甲醇
从工业生产中回收氢气和合成气，和二氧化碳反应生成甲醇，增加产品价值，减少碳排放
提高电厂利用率，利用供需不匹配而过剩的电能弹性电解水制氢，与二氧化碳合成甲醇，提高设备利用率，减少碳排放
将可再生能源发电制氢，将二氧化碳转化为甲醇，形成低碳运输燃料和碳循环，没有碳排放
反应过程
总化学反应式：
CO2+3H2CH3OH+H2O
（高温，催化剂Ru）
CO2
甲醇中碳元素直接来自于空气中的二氧化碳
（二氧化碳）
（氢气）
高温
CO2经过高温形成COO-离子态
第一步
COO-
COO-
H2
（甲醇）
HCOO-H
（水）
在催化剂作用下COO-和一个H2反应形成HCOO-H
HCOO-H
2H2
第二步
H3COH
在催化剂作用下HCOO-H加上两个H2反应形成H3COH和H2O
第三步
H2O
链接>>>
2016年1月
中国科学家研制出新型电催化材料——钴和钴氧化物杂化的超薄二维材料，能将二氧化碳转化为液体燃料甲酸，该研究目前还处在纯基础研究阶段
2015年9月
美国科学家在乔治·华盛顿大学的实验室里建造了一台太阳能反应器，可以从大气中吸收二氧化碳，并利用太阳能反应器在1000℃高温条件下将其转化为液态烃燃料
2015年8月
美国研究人员开发出一种多孔材料，能够将二氧化碳经催化电解转化为一氧化碳和氧气
2014年8月
法国一家辐射材料研究所的研究人员首先将二氧化碳加氢合成甲酸，然后使用稀有金属钌作为催化剂，将甲酸转化为甲醇，当时生成率为50%
2013年3月
美国乔治亚大学生物研究人员研制出一种微生物，模拟植物光合作用将二氧化碳与氢气反应，转化成工业燃料
2011年5月
日本三井化学公司开发出全球首套二氧化碳制甲醇装置并试验成功，当时的二氧化碳固定化率在60%以下
整理/康克兢
近年来二氧化碳制备燃料的成果
制图/喻峰
解读>>>
将二氧化碳转化成能源
技术有了成本是问题
人类都希望有一天可以不再依赖化石燃料，而是从阳光、空气和水中获取交通用燃油，并在此过程中部分消除之前依赖化石燃料而排放的二氧化碳（CO2）。甲醇经济就是通过再循环大气中过多的二氧化碳，以减轻人类给地球气候造成的不利影响，因而可有效地遏止气候变暖的趋势，是应对油气能源问题的一条解决途径。
目前科学家已研究出多种途径利用二氧化碳制备甲醇，然而想要实现量产和有效减少温室气体这一目标，最大的问题还是成本。
因为CO2是一种结构非常稳定而且不活跃的分子，化学家只能通电、加热或二者双管齐下强制它参与反应，反应当中还需要有各种催化剂的参与。目前反应中氢气的制备成本仍然较高，且其中催化剂需要在高温高压环境下稳定不参与反应，一般需要选择价格较高的稀有金属，这些方面的选择都增加着制备成本。
世界各地的研究人员同时也在拓展另一个方向：直接从太阳光中获取能量来驱动CO2和水的低温电解。尽管这些方面都有所进展，但科学家表示，要想与液体化石燃料竞争，太阳能燃料仍有很长的路要走，尤其是现在石油价格较低，单就价格而言，太阳能燃料可能永远无法替代石油衍生燃料。
综合科技日报
