一组先进材料化学研究人员在利用光转化碳和二氧化碳转化为一氧化碳。
在发布在《能源与环境科学》杂志上的一项研究中，多伦多大学艺术与科学学院化学系的杰弗里·奥津教授及其团队展示了该过程，该过程代表了生产工业一氧化碳的碳密集型方法的替代方案。
一氧化碳和二氧化碳都对人类健康有害，大气中二氧化碳浓度的上升增加了全球变暖引起的气候变化的威胁。然而，这两种气体也是大规模生产商品化学品和燃料的重要元素。
例如，在化学领域，一氧化碳是合成醋酸和甲醇、制药、香料和聚合物的原料。在食品工业中，它用于新鲜肉制品的包装和酸化碳化饮料。它的用途很广泛，从提炼或去除金属上的锈迹到作为红外激光器的关键部件。
此类应用的一氧化碳的产生通常通过热动力过程完成，该过程涉及煤的气化和天然气的部分氧化，这些过程与大量的碳足迹和重要的有毒副产品有关。
Ozin团队提出的更环保的方法不是燃烧化石燃料来产生一氧化碳，而是在生产过程中利用光，并将其与使用二氧化碳作为化学原料的新兴做法相结合。
研究表明，实现这种转化过程的碳来源可以是天然的。它也可能来自化石排放源以及使用专门捕获、储存和释放技术的空气，或通过缓慢燃烧农业生物质制成的生物炭。
多伦多大学的研究小组使用一种光动力反应，利用这种捕获的二氧化碳，将其转化为一氧化碳，其能量和化学密集度低于由热量驱动的相同反应。
“通过这种方式光化学产生的一氧化碳可以合理地称为绿色，”奥津说。
作为多伦多大学跨学科太阳能燃料集群的首席研究员，Ozin表示，该研究小组的愿景是帮助化学和石化行业逐步摆脱对传统化石资源的依赖，转向更环保的工艺，由太阳能精炼厂的光驱动，由废二氧化碳和碳实现。
“通过这种方式，应该证明使商品化学品和燃料的产生脱碳是可行的，其动机是改善温室气体引起的气候变化和全球变暖的愿望，”奥津说。
以前环保一氧化碳生产的尝试利用了化石燃料、生物质或废料的热蒸汽气化——用蒸汽过热必要的原料来生产一氧化碳。然而，这会产生大量的碳足迹，并可能受到灰烬熔化和焦油污染等问题的阻碍。该过程需要注入纯氧，并产生与燃烧有关的污染物，如二恶英和呋喃。
相反，Ozin的团队正在率先开发可以在室温下进行的光化学方法，同时产生更少的污染物。
随着光反应堆效率、电池性能、太阳浓度光学器件和发光二极管的进步，绿色一氧化碳的产生预计将变得更加经济可行，这些技术的改进对于使其与现有的热化学和电化学生产方法具有竞争力至关重要。
最终，将一氧化碳的生产从燃烧化石燃料的过程转变为使用可再生能源、不需要的大气一氧化碳和废碳形式，可以减少生产这种有毒但至关重要的工业化学品的环境足迹，同时也有助于创造绿色部门就业机会。
