“二氧化碳分子式的排列就像两个人紧紧拉着手，这种结构让二氧化碳分子极具化学慵懒。咱们要做的就是强迫它在相对温文的条件下与其他物质发生反响，把它变废为宝。”在天津大学化工学院巩金龙教授眼里，如何催化“懒惰”的二氧化碳是完结其变废为宝的要害。
在曩昔3年中，巩金龙团队在国家重点研制计划项目的支持下，经过深入研讨二氧化碳化学催化转化进程，打破了二氧化碳资源化所面临的能耗高、功率低、产品附加值低一级瓶颈问题，为其转化运用技能的大范围推行奠定了科学根底，研讨成果处于国际领先水平。
“零排放”转化：最难也是规范最高的路
全国际每天有大量二氧化碳被排放到大气中，资源化高效运用是完结减排的重要途径，一起也是一个国际性难题。一直以来，我国运用的常规二氧化碳转化技能都需求高温、高压和催化剂，获取这些条件离不开动力的运用。在我国以煤炭为主的动力背景下，传统技能会导致额外的二氧化碳的排放。
“不能在转化进程中产生新的二氧化碳，否则就成了拆东墙补西墙。转化得算总账，转化量大于排放量才合算，咱们的方针是零排放，让二氧化碳完结净转化。”巩金龙团队一开始就挑选了一条最难的、也是规范最高的路途。
二氧化碳转化的难度在于，其分子结构极其稳定，转化需求注入很高的能量,且二氧化碳转化的途径杂乱，转化后产物众多、纯度欠安。因而转化途径和催化剂的挑选极其重要。
巩金龙团队把目光聚焦到太阳能。“太阳能是自然界取之不尽用之不竭的绿色动力。”巩金龙说，他们想到了树叶的光合效果，一片树叶经过光合效果，吸收光能，把二氧化碳和水改变为富能的有机物，一起开释氧气。可是树叶的能量转化功率太低了，只有0.1%—1%。“咱们要做的催化剂就像是一片能量转化功率是一般树叶百倍的人工树叶。”运用太阳能，人工树叶在催化剂的效果下把水和二氧化碳高效地转化为甲醇、甲烷等含碳分子，直接就能够作为燃料再次运用。
上万次试验完结“人工树叶”想象
要完结“人工树叶”的想象，需求建立新式二氧化碳催化转化反响体系，找到更高效的催化剂。然而这种开创性的研讨实在太前沿。回忆起开始的研讨，巩金龙感慨地说：“咱们的研讨完完全全是从零开始的。”
从0到1的改变是场异常艰辛的行进。首要，进行试验的设备没有现成的商业化设备能够购买，全赖研讨团队自己探索规划开发。从绘图规划，到资料、东西的挑选，到终究着手装置都是靠科研人员自己完结。其次，挑选哪种催化剂更高效，也全赖摸索着测验，试验失利几乎成了常态。
“虽然没仔细计算过，可是不夸张地说，咱们进行了上万次试验，失利、总结、调整计划，而后再进行试验。那段时刻几乎每天都这样循环往复循环地工作着。”巩金龙回忆说。
在研制进程中，巩金龙团队还面临着来自美国和日本同行的激烈竞赛。在这种压力和动力下，团队的科研人员每天都在和时刻赛跑。
终究他们经过三年多的研讨，完结了运用太阳能、氢能等绿色动力，在温文条件下进行二氧化碳的高效转化，建立了新式的“光电催化二氧化碳复原”“二氧化碳加氢复原”途径，打通了从二氧化碳到液体燃料和高附加值化学品的绿色转化通道，完结了将二氧化碳复原为甲醇和其他碳氢燃料的新打破。在转化进程中，其含碳产物的产率高达92.6%，其中甲醇的挑选性为53.6%，达到国际领先水平。相关研讨成果作为封面热门论文，在《德国使用化学》《动力与环境科学》等国际闻名期刊上宣布。
二氧化碳矿化功率为国际最高水平
在根底性研讨走在前沿的一起，巩金龙团队也致力于二氧化碳矿化转化等实践使用方面的研讨。巩金龙教授幽默地说：“咱们的研讨不能都这么高冷，也要接地气呀。”
这个“接地气”的研讨就是针对目前二氧化碳转化进程经济性欠安的情况，经过“离子液体协同催化转化”“非碱性矿矿化运用”等措施，运用更高效的催化剂，制备出高附加值的聚碳酸酯和钛白粉等精密化学品，为二氧化碳矿化转化的产业化使用奠定根底。
巩金龙介绍，我国目前每年有2000万吨含钛、铝等成分的炼钢高炉渣无法得到运用。他们的技能能够在矿化固定二氧化碳的一起，高效回收钛、铝等金属元素，而矿化进程中得到的高纯度钛白粉能够使用于染料制造，完结了高炉渣的资源化充分运用。目前，这项技能的二氧化碳矿化功率达到了200公斤/吨（非碱性矿），为国际最高水平。如今，研讨团队正在展开年处理300吨含钛高炉渣制备高纯度钛白粉的扩大试验。
