二氧化碳一步轉化為甲酸和乙醇

國內外消息

二氧化碳一步轉化為甲酸和乙醇

不穩定的新能源電力，被稱為低品階電力。它們目前難以大規模并入電網，直接用來把二氧化碳變成化學品或燃料倒是不錯的選擇。但是，目前電催化二氧化碳難以高效率地生成高附加值化學品。好消息是，上海科學家最近通過努力，大幅提升了電催化二氧化碳轉化成甲酸和乙醇的效率，相關結果分別發表于國際知名期刊《德國應用化學》。

在全球變暖的今天，如何將大氣中的二氧化碳減少一些？有一類辦法是通過電催化二氧化碳轉化，采用可再生的風電、太陽能發電或富余核電等潔凈電能為能源，在常溫、常壓條件下將二氧化碳直接一步轉化為一氧化碳、甲酸、甲醇、碳氫化合物等燃料及化學品。如何高效率地獲得高附加值的化學品是二氧化碳電催化轉化研究中極具挑戰性的熱點課題。

低碳能源聯合實驗室陳為工作小組經過近兩年的不斷探索，篩選、嘗試了大量金屬、合金催化劑，最終發現由金屬鈀、錫組成的合金催化劑只需施加非常低的電壓，就能夠將所輸入電能的99%用于驅動二氧化碳轉化生成甲酸。甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農藥、皮革、染料、醫藥和橡膠等工業。此項研究以二氧化碳為原料，利用可再生電能高效率合成甲酸，顯示出良好的應用前景。

此外，通過電催化過程將二氧化碳轉化生成含有兩個乃至多個碳原子的產物，如乙烯、乙醇等非常困難。該研究團隊在前期納米碳材料研究的基礎上，開發出了氮摻雜的介孔碳材料—通過調控材料孔道結構和表面活性位構型，使二氧化碳不容易從催化劑表面“逃脫”，成功實現了二氧化碳直接轉化生成乙醇。乙醇是用途最為廣泛的基礎化學品之一，應用于合成醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。

(鄭寧來)