庄闲游戏-科大研究揭示超临界水中二氧化碳不为人知的反应路径

2025 年 1 月 24 日 x

（文章转载自EurekAlert!原刊在2025年1月24日）

中国香港科技年夜学（科年夜）物理系及化学系副传授潘鼎的课题组与数学系姚远传授互助，于超临界水中二氧化碳（CO₂）的繁杂反映机制研究方面取患了主要发明。这些结果不仅对于相识天然界及工程范畴中二氧化碳矿化封存的份子机制有主要意义，对于相识地球内部碳轮回也一样主要，有助在为将来成长碳封存技能提供新的标的目的。研究成果已经发表于《美国国度科学院院刊》*（PNAS）上。

二氧化碳于水中的消融和其后续的水解反映是有用碳捕集及矿化贮存的要害历程，对于有助减缓全世界变暖的碳封存技能意义庞大。潘鼎传授带领的团队经由过程成长及运用第一性道理马尔可夫模子，展现了于体相及纳米受限情况中二氧化碳与超临界水的反映机制。他们发明pyrocarbonate（C₂O₅²⁻）是纳米受限情况中不变且主要的反映中间体，因为pyrocarbonate于水溶液中极易分化，没法不变存于，故此前一直被轻忽。此次pyrocarbonate的不测呈现与受限溶液的超离子举动有关。此外，研究团队还有发明碳酸化反映触及沿瞬态水链的团体质子转移，这类转移于体相溶液中体现出协偕行为，但于纳米受限前提下可慢慢举行。此项研究展示了第一性道理马尔可夫模子于阐明水溶液中繁杂反映动力学方面的巨年夜潜力。

“咱们的立异要领使咱们发明了一个触及pyrocarbonate离子的二氧化碳消融新路径。” 物理系研究助理传授李楚暗示，“咱们的高效计较要领不依靠先验常识，可以或许于没有报酬成见的环境下主动辨认反映路径，并于物理学第一性道理的基础上展现未知的反映机理。”

潘鼎传授增补道：“咱们的要领采用非监视进修技能，展现了极度情况下年夜型碳氧化合物于水溶液反映中的主要性，同时展示了纳米限域可作为一种调控化学历程的有用计谋，这些发明有望为将来的碳封存技能提供新的标的目的。”

本研究得到中国香港研资局、裘槎基金会、中国国度天然科学基金优青项目等资助及撑持，部门研究在国度超等计较广州中央的“河汉二号”上完成。

*注：研究助理传授李楚博士为文章的第一作者，并与潘鼎传授同为通信作者。