燃烧后CO₂捕获中使用胺是一种几乎可以立即投入使用的技术,有助于向净零碳排放的过渡。
然而,由于涉及高温过程,该技术的再生成本较高。
在再生过程中使用催化剂是一种优雅的解决方案,可以在保持高反应动力学的同时降低过程温度。
早期的研究是在间歇条件下进行的,因此缺乏实际验证,而且对催化机制的深入理解也缺失。
基于此,2025年3月19日,中国科学院广州能源研究所廖玉河、比利时鲁汶大学Bert F. Sels等人在国际知名期刊Nature Catalysis发表题为《Proximity-independent acid–base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2 capture》的研究论文。
本研究介绍了一种易于合成、高效、稳定且可回收的ZrOₓHy固体催化剂,对大多数常见的含水胺溶液表现出高催化CO₂解吸速率。
动力学和原位/非原位光谱数据揭示了两个催化循环之间与距离无关的酸碱协同机制。
该方法在固定床连续反应器中得到了验证,接触时间明显缩短(高达85%),表明在再生能量、反应器建设和节省胺溶剂成本方面有相当大的潜力。
Zhou, C., Beydokhti, M.T., Rammal, F. et al. Proximity-independent acid–base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2 capture. Nat Catal (2025). https://doi.org/10.1038/s41929-025-01307-8