法国国家科学研究中心(CNRS)的研究人员于2010年11月13日宣布，正在研究开发二步法太阳能热化学工艺，以便使排放的CO2进行循环利用和改质，用于生产合成燃料。这一技术已发表在美国化学学会杂志《能源与燃料（Energy & Fuels）》上。
这些途径在二个分开的步骤中，由将二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气来组成。富含Zn- 和SnO-的纳米粉末首先在高温太阳能化学反应器中，通过ZnO 和SnO2的热离解而予以合成；生成的纳米颗粒然后可与CO2进行有效地反应，CO2生成CO和初始的金属氧化物，金属氧化物可被循环使用。
被聚集的太阳能可为高温过程提供必要的热量。金属氧化物(ZnO/Zn和 SnO2/Sn)虽然在每一个单独的反应中参与反应，但在整个化学闭路过程中不被消耗，这是因为其进行了循环利用，因此，可被作为二氧化碳分解反应使用的催化剂。
这种转化方式有以下优点：（1）从烟废气生成CO，它比CO2具有较高的能势，（2）循环利用从有污染物的工业排放的CO2，因此可避免CO2排放，（3）将太阳能储存在化学燃料中，其量与反应的焓变化(ΔH° = 283 kJ/mol)相等，（4）无论是合成氢（从水气变换，CO + H2O → CO2 + H2）或甚至是液体燃料，如甲醇，由CO与H2相结合而成，都可实现H2储存，（5）从CO2、H2O和太阳能的供入，可生成各种形式的合成燃料，包括费托合成化学品，因此可达到太阳能驱动的反相燃烧和节约化石燃料。
这一反应器在受控气氛（N2或空气流）中和在减压（约20 kPa, 0.2巴）及反应温度约1600 °C下进行操作。
研究人员已发现，生成的纳米粉末与标准的商业化粉末相比，与CO2有较高的反应活性。Zn可在360 °C下被CO2氧化，具有高的反应速率和大于90%的最终的化学转化率。CO2采用SnO离解，需要高温（约800 °C），反应速率低于使用Zn。同时也发现，CO2数量的影响也是重要的，因为反应速率随CO2分子分数的增大而提高。
研究人员已在固定床反应器中，采用太阳能产生的Zn粉末进行了CO2分解的一系列概念化实验。在数秒时间内就可得到几乎完全的化学转化率，这表明，这种通用的反应器技术可望大规模内适用于进行固体/气体反应。
(审核编辑: 智汇小新)
