新型催化剂将温室气体循环转化为燃料和氢气

韩国的科学家们新开发了一种催化剂，可以将温室气体转化为可用于燃料、氢气和其他化学品的成分。这是向循环碳经济迈出的重要的一步，这一结果可能对逆转全球变暖起到革命性的作用。

 

这种催化剂由廉价而丰富的镍、镁和钼制成，它能引发并加速将二氧化碳和甲烷转化为氢气的反应速度，而且它可以有效工作一个多月。这种转化被称为“干式重整”，即将二氧化碳等有害气体进行加工，生产出更多有用的化学物质，这些化学物质可被提炼用于燃料、塑料甚至是药品。

 

这是一个有效的过程，以前就有过类似的发现。但是以前使用的是稀有昂贵的金属，如铂和铑来引起一个短暂和低效的化学反应，这并不划算。所以科学家们不得不积极寻找更廉价，反应更持久的替代品。

 

此前曾有其他研究人员提出，镍是一种更经济的解决方案，但碳的副产品会增多，表面纳米颗粒会附着在金属上，从根本上改变催化剂的组成和几何结构，使其变得毫无用处。所以这些研究的困难在于对大量催化剂表面的活性位点缺乏控制，因为任何提纯过程都会试图改变催化剂本身的性质。

 

研究人员在单晶氧化镁还原环境下制备出镍钼纳米粒子。当成分在活性气体下加热时，纳米颗粒在原始的晶体表面移动，寻找着着点。由此产生的活性催化剂封住了自身的高能活性位点，并永久固定了纳米颗粒的位置——这意味着镍基催化剂不会生成碳，表面的颗粒也不会相互结合。研究人员将这种催化剂称为“单晶边缘上的纳米催化剂”(NOSCE)。氧化镁纳米颗粒来自于一种结构精细的氧化镁，其分子不断地与边缘结合，使表面没有断裂或缺陷，从而允许均匀和可预测的反应。