法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心(CNRS)的研究人員于2010年11月13日宣布，正在研究開發(fā)二步法太陽(yáng)能熱化學(xué)工藝，以便使排放的CO2進(jìn)行循環(huán)利用和改質(zhì)，用于生產(chǎn)合成燃料。這一技術(shù)已發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志《能源與燃料（Energy & Fuels）》上。

　　這些途徑在二個(gè)分開的步驟中，由將二氧化碳分解生成一氧化碳和氧氣來組成。富含Zn- 和SnO-的納米粉末首先在高溫太陽(yáng)能化學(xué)反應(yīng)器中，通過ZnO 和SnO2的熱離解而予以合成；生成的納米顆粒然后可與CO2進(jìn)行有效地反應(yīng)，CO2生成CO和初始的金屬氧化物，金屬氧化物可被循環(huán)使用。

　　被聚集的太陽(yáng)能可為高溫過程提供必要的熱量。金屬氧化物(ZnO/Zn和 SnO2/Sn)雖然在每一個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)中參與反應(yīng)，但在整個(gè)化學(xué)閉路過程中不被消耗，這是因?yàn)槠溥M(jìn)行了循環(huán)利用，因此，可被作為二氧化碳分解反應(yīng)使用的催化劑。

　　這種轉(zhuǎn)化方式有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）從煙廢氣生成CO，它比CO2具有較高的能勢(shì)，（2）循環(huán)利用從有污染物的工業(yè)排放的CO2，因此可避免CO2排放，（3）將太陽(yáng)能儲(chǔ)存在化學(xué)燃料中，其量與反應(yīng)的焓變化(ΔH° = 283 kJ/mol)相等，（4）無論是合成氫（從水氣變換，CO + H2O → CO2 + H2）或甚至是液體燃料，如甲醇，由CO與H2相結(jié)合而成，都可實(shí)現(xiàn)H2儲(chǔ)存，（5）從CO2、H2O和太陽(yáng)能的供入，可生成各種形式的合成燃料，包括費(fèi)托合成化學(xué)品，因此可達(dá)到太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的反相燃燒和節(jié)約化石燃料。

　　這一反應(yīng)器在受控氣氛（N2或空氣流）中和在減壓（約20 kPa, 0.2巴）及反應(yīng)溫度約1600 °C下進(jìn)行操作。

　　研究人員已發(fā)現(xiàn)，生成的納米粉末與標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)化粉末相比，與CO2有較高的反應(yīng)活性。Zn可在360 °C下被CO2氧化，具有高的反應(yīng)速率和大于90%的最終的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。CO2采用SnO離解，需要高溫（約800 °C），反應(yīng)速率低于使用Zn。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，CO2數(shù)量的影響也是重要的，因?yàn)榉磻?yīng)速率隨CO2分子分?jǐn)?shù)的增大而提高。

　　研究人員已在固定床反應(yīng)器中，采用太陽(yáng)能產(chǎn)生的Zn粉末進(jìn)行了CO2分解的一系列概念化實(shí)驗(yàn)。在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)就可得到幾乎完全的化學(xué)轉(zhuǎn)化率，這表明，這種通用的反應(yīng)器技術(shù)可望大規(guī)模內(nèi)適用于進(jìn)行固體/氣體反應(yīng)。