基于雙功能催化二氧化碳直接制液體燃料圖示。
    二氧化碳(CO2)是最主要的溫室氣體，中國作為排放大國正面臨嚴峻的減排壓力。這給國內能源結構、產業(yè)結構調整帶來巨大轉型壓力，相關技術創(chuàng)新和突破是實現(xiàn)碳排放峰值承諾的重要途徑。
    中國科學院上海高等研究院6月13日披露，中科院低碳轉化科學與工程重點實驗室暨上海高研院-上�？萍即髮W低碳能源聯(lián)合實驗室在二氧化碳(CO2)利用領域取得重大進展，創(chuàng)造性地采用氧化銦/分子篩(In2O3/HZSM-5)雙功能催化劑，實現(xiàn)了CO2加氫一步轉化高選擇性得到液體燃料。
    該研究成果刊登在最新的《自然-化學》(NatureChemistry)雜志上在線發(fā)表，并已申報中國發(fā)明專利和國際PCT專利。中科院上海微系統(tǒng)所參與了部分工作。此項研究工作得到了自然科學基金委、科學技術部、上海市科委和中國科學院的大力支持。
    據(jù)介紹，此次在《自然-化學》雜志上發(fā)表成果是該實驗室繼去年在《自然》雜志上發(fā)表合成氣直接制烯烴的研究成果后，再次在國際頂級雜志上發(fā)表的在低碳轉化與利用方面的重要突破，CO2也是一種自然界大量存在的“碳源”化合物，若能借助替代能源(太陽能、風能、核能等)電解水制得的氫氣，從而將CO2轉化為有用的化學品或燃料，將同時幫助解決大氣中CO2濃度增加導致的環(huán)境問題、化石燃料的過度依賴以及可再生能源的存儲問題。
    據(jù)了解，目前，CO2資源化利用的研究主要集中在甲醇、甲酸、甲烷和一氧化碳等簡單小分子化合物的合成。然而，由于CO2分子的化學惰性，很難將其轉化為含有兩個碳原子及以上的化合物。
    多年來，中科院低碳轉化科學與工程重點實驗室在CO2高效活化轉化領域做了大量的研究工作，并取得了系列研究成果。迄今為止，將CO2直接合成高碳烴類化合物的研究較少，主要是缺乏有效的催化劑體系。現(xiàn)有的CO2合成高碳烴類化合物的研究主要圍繞改性的鐵基費托催化劑，但效率不高且穩(wěn)定性不好。
     據(jù)介紹，此番，孫予罕、鐘良樞和高鵬團隊成功地設計出了金屬氧化物/分子篩雙功能催化劑，在CO2高選擇性轉化為高碳烴方面取得突破。雙功能催化劑是利用氧化銦表面的高度缺陷結構來活化CO2并進行選擇性加氫，在實現(xiàn)CO2高效轉化為含氧中間體的同時可有效抑制副產物的生成，中間體傳遞至分子篩籠中，發(fā)生偶聯(lián)反應得到汽油烴類組分。研究還發(fā)現(xiàn)，雙活性位的精準控制對汽油烴類組分的生成起著至關重要的作用。
     此外，研發(fā)團隊已完成了催化劑制備放大，并得到高機械強度的工業(yè)尺寸顆粒催化劑，在工業(yè)條件下，該催化劑體系具備了示范應用的條件。該工作得到了審稿人的高度評價，被認為是CO2轉化領域的一大突破，為CO2轉化為化學品及燃料提供了重要的平臺。
    中科院上海高研院方面當日表示，這些成果的陸續(xù)產出，表明中科院上海高等研究院與上�？萍即髮W等在深度開展科教融合、著力推進張江綜合性國家科學中心建設取得階段性成果。