上海節(jié)能技術(shù)展了解到在碳中和目標(biāo)推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的背景下，關(guān)鍵能源化學(xué)品的綠色合成技術(shù)迎來(lái)革命性突破。山東大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出在常溫常壓條件下合成綠氨與綠色甲醇的新工藝，為高能耗化學(xué)工業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型提供了全新的技術(shù)路徑。

顛覆傳統(tǒng)合成工藝的技術(shù)突破

傳統(tǒng)合成工藝長(zhǎng)期面臨著能耗高、條件苛刻的技術(shù)瓶頸。全球超過(guò)98%的氨生產(chǎn)仍依賴已沿用百年的哈伯-博施工藝，該工藝需在400攝氏度以上高溫和10兆帕以上高壓下進(jìn)行，能耗巨大。同樣，傳統(tǒng)的二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)也需在280攝氏度以上高溫、5-10兆帕高壓下運(yùn)行，不僅消耗大量能源，還面臨催化劑選擇性低、副產(chǎn)物多等問(wèn)題。

創(chuàng)新催化劑驅(qū)動(dòng)反應(yīng)條件革新

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)催化劑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，成功突破了這一技術(shù)瓶頸。在綠氨合成方面，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新型鈷基催化劑，利用機(jī)械化學(xué)方法，首次實(shí)現(xiàn)了在常溫常壓下綠氨的連續(xù)高效合成。這項(xiàng)突破性技術(shù)使得合成能耗較傳統(tǒng)的哈伯-博施工藝縮小了10倍，為綠氨的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

在綠色甲醇合成領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出錨定在共價(jià)三嗪框架上的硫橋聯(lián)鉬雙原子催化劑。這種獨(dú)特的催化劑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在常溫下將二氧化碳高效轉(zhuǎn)化為綠色甲醇的技術(shù)突破，開(kāi)啟了綠色甲醇合成的新路線。

雙原子協(xié)同機(jī)制的核心創(chuàng)新

該技術(shù)的核心創(chuàng)新在于"雙原子協(xié)同機(jī)制"的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用。在這一機(jī)制中，催化劑中的兩個(gè)鉬原子各司其職：一個(gè)鉬原子位點(diǎn)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)吸附并激活二氧化碳分子，使其從穩(wěn)定的線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐追磻?yīng)的中間體；另一個(gè)鉬原子位點(diǎn)則專(zhuān)門(mén)解離氫氣為活性氫原子，為后續(xù)加氫步驟提供能量。

這種精密的協(xié)同分工避免了單一活性位點(diǎn)在反應(yīng)中的局限性，同時(shí)也解決了納米催化體系中長(zhǎng)距離活性物種輸送的難題，從而大幅降低了反應(yīng)的能量門(mén)檻，使得在常溫條件下實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制甲醇成為可能。

技術(shù)應(yīng)用前景與產(chǎn)業(yè)影響

此項(xiàng)技術(shù)突破具有重要的產(chǎn)業(yè)意義。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的全流程零碳排放的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)綠氨合成系統(tǒng)，以及常溫二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)，為化學(xué)工業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案。這些創(chuàng)新不僅能夠顯著降低關(guān)鍵能源化學(xué)品的生產(chǎn)成本，更重要的是使得經(jīng)濟(jì)性碳中和路線成為可能，為高能耗化學(xué)工業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

上海節(jié)能技術(shù)展關(guān)注到隨著這些技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化和規(guī)模化應(yīng)用，預(yù)計(jì)將在重塑全球航運(yùn)、電力及儲(chǔ)能格局方面發(fā)揮重要作用，為推動(dòng)全球碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力的技術(shù)支撐。

來(lái)源：搜狐網(wǎng)

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