中國(guó)新型催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料

　　 在全球面臨氣候變化巨大挑戰(zhàn)的今天，如何更有效地去除溫室氣體，是科學(xué)界的探索方向之一。

　　筆者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，中科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室謝毅教授、孫永福特任教授課題組設(shè)計(jì)出一種新型電催化材料，能夠?qū)⒍趸几咝?ldquo;清潔”地轉(zhuǎn)化成液體燃料甲酸，該成果刊登于1月7日的《自然》雜志。

　　據(jù)介紹，該課題組設(shè)計(jì)了一種雜化模型體系，用來(lái)研究金屬表面氧化物對(duì)其自身金屬電催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，利用鈷和鈷氧化物雜化的超薄二維材料能夠大幅度地提高其塊材原本很低的對(duì)二氧化碳的催化還原性能。

　　如何更有效地減少空氣中的二氧化碳，科學(xué)界做了很多工作。捕獲空氣中的二氧化碳已經(jīng)進(jìn)入小型工業(yè)化階段。利用二氧化碳，也存在許多方案，不同的還原方案會(huì)產(chǎn)生不同的產(chǎn)物，比如甲烷、甲酸、甲醛、甲醇等工業(yè)原料。

　　“現(xiàn)有的方案中有些需要采用昂貴的貴金屬催化劑，也有些會(huì)產(chǎn)生多種類產(chǎn)物，造成后續(xù)分離的困難。因此科學(xué)界還在不斷探索更新更好的方案。”課題組孫永福教授說(shuō)。

　　孫永福介紹說(shuō)，電還原過(guò)程是利用電催化劑在外加電場(chǎng)的作用下將二氧化碳轉(zhuǎn)化成不同種類的化學(xué)品。這個(gè)過(guò)程提供了這樣一種可能，既“清潔”地消耗二氧化碳，同時(shí)也產(chǎn)生一些有用的化學(xué)品。不過(guò)，二氧化碳的活化一直是這一個(gè)過(guò)程中的瓶頸，往往需要消耗大量的能量。

　　孫永福告訴記者，其所在研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制造出了四層原子厚的鈷和鈷氧化物雜化的二維材料做電催化劑。研究人員展示了鈷在位于特定的排列方法和氧化價(jià)態(tài)時(shí)，具有更高的催化二氧化碳的活性，也即是超薄二維結(jié)構(gòu)和金屬氧化物的存在提高了催化還原二氧化碳的能力。這項(xiàng)研究工作有助于讓研究者們重新思考如何獲得高效和穩(wěn)定的二氧化碳電還原催化劑，也對(duì)推動(dòng)電催化還原二氧化碳機(jī)理研究具有重要的意義。

　　但中國(guó)科學(xué)家也指出，他們的研究目前還處在純基礎(chǔ)研究階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有很多關(guān)鍵的問(wèn)題需要克服，如二氧化碳的富集和產(chǎn)物的分離等。