日本产业技术综合研究所（简称：产综研）与荷兰代尔夫特理工大学共同开发出了有助于将二氧化碳转化成资源的新催化剂。从大气中或火力发电站等回收的二氧化碳无需浓缩即可转化成作为液体燃料和化学品原料一氧化碳，并且不使用铂等昂贵的金属。这个成果有望削减二氧化碳的回收成本。今后将对其耐久性等进行详细调查以供实际应用。
火力发电站和工厂排放的二氧化碳的浓度一般低于20％，要想转化成一氧化碳，需要将浓度浓缩至近100％。一般利用专用溶液吸收二氧化碳后再加热分离。这种分离和浓缩会增加时间和成本。
此次开发的是在氧化铝（Al 2 O 3）颗粒表面分散氧化钠形成的催化剂，即使二氧化碳的浓度低于20％也无需浓缩，可以直接转化成一氧化碳。在与大气中的二氧化碳浓度（0.04％）基本相同的低浓度下也能发生反应。此外还有一个优点是，可以将通常需要700℃左右的反应温度降至500℃以下。
开发出了有助于二氧化碳资源化的新催化剂（供图：产综研）
使用新开发的催化剂无需浓缩二氧化碳即可将其转化为一氧化碳（供图：产综研）
新开发的催化剂与二氧化碳的反应分为吸收和转化两个阶段进行。首先，使二氧化碳通过装有催化剂的反应容器时，它与氧化钠发生反应生成碳酸钠。接下来当供应氢气时，二氧化碳在催化剂表面被转化为一氧化碳。然后从催化剂中释放一氧化碳。
研究团队使用浓度与大气相同（0.04％）的二氧化碳，在500℃的反应温度下调查了催化剂的性能。使二氧化碳通过装有60克催化剂的反应容器后供应氢气，发现最高可获得浓度超过20％的一氧化碳。几乎没有检测到未发生反应的二氧化碳，证明二氧化碳吸收和一氧化碳转化的效率非常高。
为调查火力发电站和工厂等的废气是否也可以使用该催化剂，研究团队还将二氧化碳浓度增加至5％进行了分析。使用1克催化剂在450℃的温度下进行反应时，催化剂吸收的二氧化碳中有90％被转化为一氧化碳。重复使用50次后，吸收和转化效率也几乎没有下降。
通过连接吸收容器和转化容器并在装置内部循环使用催化剂，可以连续发生反应。研究团队认为，通过改变循环流量等，还可以将一氧化碳与氢气的混合比调整为适合液体燃料和化学品合成的条件。产综研的仓本浩司组长表示：“为建设工厂，今后将研究反应容器的规格等”。
火力发电站和工厂的废气中含有硫磺等杂质，大气中也含有氧气和水分等。今后将利用废气的实际成分进行测试并长时间运转，以详细调查催化剂的耐久性。计划寻找合作企业共同推进实用化。
日文：远藤智之，《日经产业新闻》，2022/6/27
中文：JST客观日本编辑部
