中科院创新突破：二氧化碳到汽油的高效转化。王洪成能平反吗？
1. 二氧化碳的突破性转化
二氧化碳，这一主要的温室气体，同时也是自然界中广泛存在的“碳源”化合物。那么，当二氧化碳与氢气相遇时，会发生怎样的化学反应呢？最近，中科院低碳转化科学与工程重点实验室及上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室在二氧化碳利用方面取得了重大突破。他们创新地运用了氧化铟/分子筛双功能催化剂，成功实现了二氧化碳加氢的一步转化，产生了清洁汽油，且选择性高达近80%，这一成果位居国际领先水平。此外，中科院上海微系统所也为此项研究做出了重要贡献。该研究成果已于6月12日23时在北京时间同步在线发表在《自然-化学》杂志上。
◉ 研究背景与重要性
二氧化碳的高效利用，已成为全球科研的焦点。在氧化铟/分子筛双功能催化剂的助力下，二氧化碳与氢气反应，成功转化为了清洁汽油。这一发现，不仅彰显了科技创新在应对减排挑战中的关键作用，也为全球范围内的二氧化碳高效利用研究提供了新的思路。
众所周知，中国作为碳排放大国，正致力于在2030年左右实现碳排放峰值，并力求提前达成。在这一背景下，将二氧化碳高效转化为高价值产品，如汽油，显得尤为重要。汽油作为全球运输行业的关键燃料，其需求量巨大，经济价值显著。因此，探索二氧化碳高效转化为汽油的方法，不仅有助于实现减排目标，还能带来显著的经济效益。
尽管目前二氧化碳资源化利用的研究主要集中在甲醇、甲酸、甲烷和一氧化碳等简单小分子化合物的合成上，但这些化合物的价值相对较低。相比之下，汽油组分的碳原子数在5-11之间，其价值和应用范围远大于简单小分子化合物。然而，由于二氧化碳分子的化学惰性，将其转化为汽油烃类组分一直是一个巨大的挑战。

◉ 研究方法与创新
为此，国内外科研人员一直在探索非石油路线生产汽油的方法。尽管取得了一些进展，如两步或三步生成汽油烃类组分，但这些方法流程长、成本高。还有一些方法虽然能一步转化，但生成汽油烃类组分的选择性较低，同时伴随着大量低价值甲烷的生成，利用率不高。因此，寻找一种高效、低成本的二氧化碳转化为汽油的方法，仍然是一个亟待解决的科研难题。
汽油产物的选择性高达近80%。多年来，中科院低碳转化科学与工程重点实验室在二氧化碳高效转化领域取得了显著进展。他们成功设计出一种新型高效的二氧化碳加氢合成甲醇催化剂，并于2016年完成了长达1200小时的单管连续运转试验。此外，实验室还编制了10-30万吨/年的二氧化碳甲醇技术工艺包，为未来的工业应用奠定了基础。
该实验室副主任钟良枢指出，“以二氧化碳为原料，通过一步高选择性合成汽油产物，是我们此次突破的关键难点。”长期以来，直接将二氧化碳转化为汽油等高价值化合物的研究一直面临挑战，主要原因是缺乏有效的催化剂体系。
针对这一问题，孙予罕、钟良枢和高鹏团队创新地提出了金属氧化物/分子筛双功能催化剂的概念。该催化剂首先利用氧化铟高效活化二氧化碳并进行选择性加氢，从而高效转化为含氧中间体，同时抑制副产物的生成。随后，这些中间体被传递至分子筛的孔道中，经过反应生成汽油烃类组分，选择性高达近80%，创下了国际新纪录；而副产物甲烷的选择性则被控制在1%以下。

◉ 应用前景与潜在影响
中科院低碳转化科学与工程重点实验室的催化剂制备装置展现了其先进的科研实力。虽然目前氢气的成本相对较高，但随着太阳能、风能、核能等替代能源的发展，通过电解水制氢的成本将有望大幅降低。更重要的是，该实验室的研发团队已经成功放大了催化剂的制备规模，并获得了高机械强度的工业尺寸颗粒催化剂，这标志着他们已经具备了向工业示范应用迈进的条件。这一重要突破得到了审稿人的高度认可，被视为二氧化碳转化领域的一大里程碑，为二氧化碳的高效转化提供了坚实的科研基础。
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