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該研究主要作者,、SLAC的科學(xué)家費(fèi)利克斯·斯圖特說：“甲醇是在高壓下用氫氣,、二氧化碳和天然氣中的一氧化碳生成的,。我們正在從清潔資源中尋找低壓條件下產(chǎn)生甲醇的方法，最終開發(fā)出利用清潔的氫生成甲醇的無污染制造過程,。”

現(xiàn)有的甲醇廠內(nèi),，天然氣和水被轉(zhuǎn)化為包括一氧化碳、二氧化碳和氫氣的“合成氣”,，然后該合成氣通過由銅,、鋅和鋁構(gòu)成的催化劑在高壓過程下轉(zhuǎn)化成甲醇。

據(jù)每日科學(xué)網(wǎng),、物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,，斯圖特和其同事花費(fèi)了很多時間去研究甲醇合成及其工業(yè)生產(chǎn)過程，并從分子水平上弄清楚了甲醇合成時銅—鋅—鋁催化劑的活性位點(diǎn),，而后開始尋找能夠在低壓條件下,，只使用氫氣和二氧化碳合成甲醇的新催化劑。斯圖特與合作者弗蘭克·彼得森開發(fā)了一個龐大的計算機(jī)數(shù)據(jù)庫,，從中搜索出富有前途的催化劑,，以取代在實(shí)驗(yàn)室里測試各種化合物的方式。該論文的合著者之一、斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授延斯解釋說：“該技術(shù)被稱為計算材料設(shè)計,。你可以得到完全基于計算機(jī)運(yùn)算的新型功能材料,。首先通過巨大的計算能力識別新的和有趣的材料，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,。”

在數(shù)據(jù)庫中,，斯圖特將銅—鋅—鋁催化劑與成千上萬的其他材料相比，發(fā)現(xiàn)最有前途的候選是一個稱為鎳—鎵的化合物,。丹麥技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)隨后合成出鎳和鎵組成的固體催化劑,。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)，以查看新的催化劑是否可在普通壓力下產(chǎn)生甲醇,。

實(shí)驗(yàn)室測試證實(shí),，計算機(jī)做出了正確的選擇。在高溫下,，鎳—鎵比傳統(tǒng)的銅—鋅—鋁催化劑能產(chǎn)生更多的甲醇,，并大大減少了副產(chǎn)品一氧化碳的產(chǎn)量。研究人員指出,，鎳比較豐富,，雖然鎵較昂貴，但被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè),。這表明,，新的催化劑最終可以擴(kuò)大規(guī)模用于工業(yè)。