中國科學家破解費托合成高碳排放難題

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中國科學家破解費托合成高碳排放難題

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2025-10-31 21:00 |

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　　香港中通社10月31日電　中國科學家團隊在破解費托合成高碳排放難題方面取得突破性成果。研究發現，在將合成氣（主要由一氧化碳和氫氣組成）轉化為油品或烯烴的費托合成反應中，只需在反應氣體中引入極微量的鹵素化合物，就能顯著改變鐵基催化劑的反應行為——幾乎不產生二氧化碳，同時將合成烯烴和液體燃料的效率提升至新高度。相關成果10月30日發表於國際學術期刊《科學》（Science）。

　　該研究成果由中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東研究員團隊與北京大學馬丁教授團隊合作完成。研究者表示，這項技術破解了費托合成高碳排放難題，為中國在“雙碳”（碳達峰與碳中和）目標下推動煤、天然氣、生物質等碳資源的綠色轉化提供了新路徑。

　　據介紹，費托合成已有百年歷史，可通過催化劑將合成氣轉化為液體燃料或烯烴等高值化學品。其中，高碳排放是該反應中的難題。費托合成中，鐵基催化劑容易觸發副反應路徑——反應物一氧化碳與水反應生成二氧化碳。這一副反應嚴重消耗碳資源，造成產物選擇性下降，意味著更多的碳排放和能耗浪費。

　　面對這一難題，中國科學家提出在反應氣體中，加入百萬分之一濃度的鹵素化合物（如溴甲烷、碘甲烷等）。研究發現，這些鹵素分子在反應中以“動態調控者”身份存在，在鐵基催化劑表面不斷吸附、解離、再結合，像“電子開關”一樣調節催化劑的表面狀態，阻斷催化劑表面的水分子活化，從而阻斷一氧化碳和水生成二氧化碳。同時，抑制催化劑表面烴類的過度氫化，使更多碳原子以烯烴形式生成。

　　目前，研究團隊正與相關企業合作開展中試放大、長期穩定性評估，力爭將這一綠色低碳策略快速推向工業化。（完）