“電”有效提高二氧化碳變燃料效率

  如何將二氧化碳回收并轉化成有機燃料，是科學家一直在探索的世界性難題。近日，中科院上海高研院—上海科技大學低碳能源聯合實驗室在二氧化碳電催化轉化研究方面取得重要進展。以潔凈的可再生電能為能源，在溫和的反應條件下分別將二氧化碳一步轉化為甲酸和乙醇，電流效率分別高達99%和77%。相關成果均發(fā)表于國際知名期刊《德國應用化學》。
 甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)。據中科院上海高研院陳為研究員介紹，將二氧化碳通過電催化法高效率地轉變成甲酸，催化劑的選擇是關鍵。經過近兩年不斷探索，陳為團隊篩選嘗試了大量金屬、合金催化劑，最終發(fā)現由金屬鈀、錫組成的Pd-Sn合金催化劑具有非常優(yōu)異的性能。只需施加非常低的電壓，并且在常溫、常壓條件下，該催化劑就能夠將二氧化碳轉化生成甲酸，電流效率高達99%，顯示出良好的應用前景。
   陳為說，風能、太陽能等新能源發(fā)電很大的一個問題是不穩(wěn)定，具有隨機性和季節(jié)性，使得利用效率大打折扣。該研究采用可再生的風能、太陽能或富余核電等清潔能源，高效回收二氧化碳的同時，還能將不穩(wěn)定的新能源轉換成穩(wěn)定的化學能，實現潔凈電能的有效存儲。 此外，除了甲酸，研究團隊還通過電催化法生成了應用最為廣泛的化學品之一——乙醇。該研究團隊在前期納米碳材料研究的基礎上，優(yōu)化、開發(fā)出了一種新型非金屬催化劑。這種催化劑是由氮摻雜的介孔碳材料制成，相比金屬催化劑成本要低得多。電催化乙醇的電流效率達到77%，遠高于國際上30%左右的平均水平。
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