温室气体变“工业良方”

上海科学家“CO2电催化转化”研究取得进展

中新网上海新闻8月28日电 (记者 郑莹莹)中科院上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室在电催化二氧化碳(CO2)还原转化生成甲酸和乙醇方面均取得重要进展，相关结果近日分别发表于国际知名期刊《德国应用化学》。

现代社会消耗了大量煤、石油和天然气等化石能源，使温室气体如CO2排放量急剧增加，引起了全球气候变暖等日益严峻的环境问题。通过电催化CO2转化，采用可再生的风电、太阳能发电或富余核电等洁净电能为能源，在常温、常压条件下将CO2直接一步转化为一氧化碳、甲酸、甲醇、碳氢化合物等燃料及化学品，同时实现了CO2的资源化利用和洁净电能的有效存储，表现出极具潜力的应用前景。如何高效率地获得高附加值的化学品是CO2电催化转化研究中极具挑战性的热点课题。

据介绍，陈为工作小组经过近两年的不断探索，筛选、尝试了大量金属、合金催化剂，最终发现由金属钯 (Pd)、锡 (Sn)组成的Pd-Sn合金催化剂具有非常优异的性能。只需施加非常低的电压，该催化剂就能够将所输入电能的99%(电流效率)用于驱动CO2转化生成甲酸。甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。

此外，通过电催化过程将CO2转化生成含有两个(及以上)碳原子的产物，如乙烯、乙醇等非常困难，也是行内研究人员重点攻克的目标。该研究团队在前期纳米碳材料研究的基础上，开发出了氮掺杂的介孔碳(N-carbon)材料用于电催化CO2转化。通过调控N-carbon的孔道结构和表面活性位构型，成功实现了CO2直接转化生成乙醇。乙醇是用途最为广泛的基础化学品之一，应用于合成醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。

据悉，上述研究工作得到了中科院“百人计划”、国家重点研发计划、高研院交叉学科青年创新基金/科技创新基金和上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室前瞻研发等项目的资助。(完)