二氧化碳一步转化为甲酸和乙醇

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二氧化碳一步转化为甲酸和乙醇

不稳定的新能源电力，被称为低品阶电力。它们目前难以大规模并入电网，直接用来把二氧化碳变成化学品或燃料倒是不错的选择。但是，目前电催化二氧化碳难以高效率地生成高附加值化学品。好消息是，上海科学家最近通过努力，大幅提升了电催化二氧化碳转化成甲酸和乙醇的效率，相关结果分别发表于国际知名期刊《德国应用化学》。

在全球变暖的今天，如何将大气中的二氧化碳减少一些？有一类办法是通过电催化二氧化碳转化，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、常压条件下将二氧化碳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。如何高效率地获得高附加值的化学品是二氧化碳电催化转化研究中极具挑战性的热点课题。

低碳能源联合实验室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、锡组成的合金催化剂只需施加非常低的电压，就能够将所输入电能的99%用于驱动二氧化碳转化生成甲酸。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。此项研究以二氧化碳为原料，利用可再生电能高效率合成甲酸，显示出良好的应用前景。

此外，通过电催化过程将二氧化碳转化生成含有两个乃至多个碳原子的产物，如乙烯、乙醇等非常困难。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材料—通过调控材料孔道结构和表面活性位构型，使二氧化碳不容易从催化剂表面“逃脱”，成功实现了二氧化碳直接转化生成乙醇。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。

(郑宁来)