近日,中國科學技術大學教授曾杰與電子科技大學教授夏川、中國科學院大連化學物理研究所研究員肖建平合作,基于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。該成果于12月14日在國際頂級學術期刊《自然·納米技術》雜志上印刷發表。
利(li)用(yong)風力、水(shui)力、太陽(yang)能等(deng)可持續能源(yuan)的(de)(de)“綠電”,將溫室氣體二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳電解(jie)轉化(hua)(hua)為(wei)高價值的(de)(de)化(hua)(hua)學品,是二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳利(li)用(yong)的(de)(de)新(xin)興技(ji)術(shu),有(you)望成為(wei)減少碳排放的(de)(de)重要手段(duan)。然而,如何(he)提高催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)、降(jiang)低產物分離成本,是實現二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳電解(jie)產業化(hua)(hua)亟待解(jie)決的(de)(de)技(ji)術(shu)難(nan)題。曾杰教(jiao)授聯合團隊(dui)研發了一(yi)(yi)種低成本、高活性(xing)的(de)(de)銅(tong)基單原子催(cui)化(hua)(hua)劑(ji),實現了二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳到(dao)甲酸的(de)(de)單一(yi)(yi)轉化(hua)(hua)。他們還基于固態電解(jie)質開發了一(yi)(yi)種新(xin)型電解(jie)裝置(zhi),配合所研制(zhi)的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji),以二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳和水(shui)作為(wei)原料,可以直(zhi)接連續制(zhi)備得到(dao)無(wu)需分離的(de)(de)純(chun)甲酸液體燃(ran)料。利(li)用(yong)這一(yi)(yi)新(xin)技(ji)術(shu),研究人員在(zai)實驗室實現了濃(nong)度為(wei)0.1摩爾每升的(de)(de)純(chun)甲酸水(shui)溶液的(de)(de)公升級制(zhi)備。