中国科研团队实现二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油
中国科研团队实现二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油
近日，中国科学院大连化学物理研究所的研究团队在二氧化碳转化技术领域取得重大突破，成功研发出一种新型复合催化剂，实现了二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油。这一创新技术不仅为减少温室气体排放提供了新途径，还为能源安全和可持续发展开辟了新方向。
二氧化碳制技术原理
早先的技术是先将二氧化碳通过逆水煤气变换反应转化为一氧化碳，基本化学式为CO2 + H2 → CO+ H20;；再通过费托合成将一氧化碳氢化为液态碳氢化合物，即(2n + 1)H2 + nCO → CnH(21+2) + nH20。
中国科学院大连化学物理研究所的研究团队设计出一种新型型Na-Fe304/HzSM-5多多功能复合催化剂，过多活性位的协同催化作用，实现了二氧化碳高效转化制取高辛烷值汽油。在催化剂作用下，二氧化碳与氢气发生反应，经过一系列复杂步骤，逐渐转化为含有长链碳氢化合物的混合物，这些长链碳氢化合物就是汽油的主要成分。
发展历程
2002 年，日本德岛工业技术中心研究员采用铁粉做催化剂，利用盐酸作为氢源，与二氧化碳在兆帕100和300℃下反应，获得了甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，有望通过改进催化体系得到汽油。
2007 年，美国加利福尼亚大学的教授报道了一种原理装置，先将太阳光能转换为电能，再在大分子镍催化剂作用下，将二氧化碳转化成一氧化碳和氧气，进而用于合成甲醇、汽油。同年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家提出 “绿色自由” 概念，包括用浓碳酸钾溶液吸收二氧化碳、电解法提取二氧化碳并产生氢气、将二氧化碳与氢气合成燃料或化学品。
2017 年，中科院大连化学物理研究所团队发现二氧化碳高效转化新过程，设计出新型多功能复合催化剂，首次实现二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油。
2022 年 3 月，由中科院大连化物所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套吨 / 年二氧化碳加氢制汽油中试装置在山东开车成功。
2025 年，珠海市福沺能源科技有限公司与加拿大公司签署合作协议，计划在加拿大建设年产万吨氢油的生产装置，推广二氧化碳加氢制汽油技术。
技术优势
环境效益显著：有助于减少温室气体排放，降低二氧化碳对全球气候变暖的影响，同时提供了一种新的能源形式，减少对化石燃料的依赖，进而减缓资源枯竭速度。
能源安全保障：在化石能源枯竭或石油价格剧烈波动的情况下，能加强能源安全，使能源供应多元化。
产品质量优良：生成的汽油产品环保清洁，辛烷值超过 90，馏程和组成均符合国 VI 标准，在动力方面甚至比传统汽油更有优势。
面临挑战
成本问题：目前该技术成本相对较高，需要进一步研究和开发以降低成本，使其在商业上更具竞争力。
能量平衡：部分技术需要外部能量输入，如何实现高效的能量平衡，提高整体过程的能量效率，是需要解决的问题。
规模应用：实现大规模工业化生产，需要相应的政策支持和市场机制配合，还需要解决工程技术、设备优化等一系列问题。