低成本地把溫室氣體直接變成高純度液體燃料，中國科學家在實驗室實現了這個目標。

近日，中國科學技術大學曾傑教授與電子科技大學夏川教授、中國科學院大連化學物理研究所肖建平研究員合作，基於固態電解質開發了一種新型電解反應器。

他們利用可持續的清潔電能，配合所研發的銅基單原子催化劑，可以將溫室氣體二氧化碳高效轉化為高價值、高純度的液體燃料甲酸，無需進一步產物分離

。該成果12月14日在國際頂級學術期刊《自然？奈米技術》雜誌上印刷發表。

▲電化學轉化二氧化碳連續製備8升濃度為0。1摩爾每升的純甲酸水溶液

人類活動排放的二氧化碳等溫室氣體，帶來全球變暖等一系列環境和生態問題。面對日益嚴峻的氣候變化問題，我國提出了“碳達峰”與“碳中和”的重大戰略目標，在國內國際社會引發關注。

利用風力、水力、太陽能等可持續能源的“綠電”，將溫室氣體二氧化碳電解轉化為高價值的化學品，是二氧化碳利用的新興技術，有望成為減少碳排放的重要手段。

然而，這一過程得到的產物駁雜，既包括經濟價值高的甲酸，還會得到一氧化碳、乙烯、乙醇等眾多副產物，並且將液體產物從電解質溶液中提取和純化將佔用鉅額生產成本。

如何提高催化劑的選擇性、降低產物分離成本，是實現二氧化碳電解產業化亟待解決的技術難題。

曾傑教授聯合團隊研發了

一種低成本、高活性的銅基單原子催化劑

，

實現了二氧化碳到甲酸的單一轉化

。

令人興奮的是，他們基於固態電解質還開發了一種新型電解裝置，配合所研製的催化劑，以二氧化碳和水做為原料，可以

直接連續製備得到無需分離的純甲酸液體燃料

。利用這一新技術，研究人員在實驗室實現了濃度為0。1摩爾每升的純甲酸水溶液的公升級製備。

雜誌審稿人認為，這一研究集原理創新突破、機理深度發掘、催化效能卓越於一體，是

一項傑出的工作

。這一成果有望大幅降低二氧化碳電解工藝中的產物分離成本，推動綠電驅動二氧化碳轉化的產業化程序，對實現“碳中和”與“碳達峰”的戰略目標具有重大意義。

作者：許琦敏

圖源：中科大提供

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