变革性催化过程生产可再生燃料:展望和挑战

摘要：

利用可再生能源与空气中捕获的CO2合成液体燃料(e-fuels)替代化石燃料,是消除温室气体,应对气候变化所必需的技术.例如,欧盟计划于2050年实现净零排放.e-fuels可以作为化学能载体,克服可再生能源的间歇性和难以储存的不足,并为难以实现电气化的地区供给燃料.e-fuels可作为可持续能源长期储存和远距离运输的载体;同时,与对化石燃料减排所需要进行的基础设施大幅度改造相比,e-fuels节约了经济成本和时间成本.发展新的可持续方法生产e-fuels是加速实现能源转型的关键,这为催化科学提出了新挑战.本视角文章在简要介绍了e-fuels在实现零净排放目标方面的关键作用后,讨论了活性反应催化(电催化、光催化和等离子体催化的统称,三者存在很多共性及相似的问题,为简洁起见,本文聚焦于电催化)和目前应用最多的热催化之间的差异,提出了推动生产e-fuels取得进展的重点不在于扩大实验规模,而很大程度在于转变现有的思路和方法,发展活性反应催化的观点.目前活性反应催化的研究方法是从热催化衍生而来的,为推动合成燃料成为现实,研究人员需要重新思考催化原理,从基本观点和机理研究的角度理解活性反应催化与热催化的不同之处.这是未来催化科学推动可持续合成e-fuels技术发展,加速能源转型所面临的挑战.

关键词：电催化、合成燃料、太阳能燃料、机理认识、催化、二氧化碳、氨

所属期刊栏目：43

分类号：TQ203.2;TQ032.4;TK464

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1194-1203