新材料以前所未有的效率將二氧化碳轉化為清潔燃料

一種由鈷微觀層製成的新材料可以將二氧化碳氣體轉化為甲酸鹽- 燃燒時不會產生有毒副產品的燃料，可用作清潔能源。

這種材料由中國的一組研究人員開發，可能是解決這個問題的方法。36 十億噸二氧化碳由於化石燃料的使用，我們每年都會釋放到大氣中。 幾十年來，科學家一直在努力想出一種將二氧化碳轉化為有用物質的節能方法，早期測試表明這種新材料是迄今為止我們所看到的最有前途的選擇之一。

「這代表了一項根本性的科學突破，」加州理工學院的化學工程師卡西什·曼蒂拉姆（Karthish Manthiram）沒有參與這項研究，告訴威廉·赫克維茨流行力學。

「當然，在將其轉化為成功的商業設備之前，這將是一個長達數年的過程。但在目前的開發階段，從所有可以想像的指標來看，這種反應看起來非常積極。”

該材料只有四個原子厚，由純鈷金屬和氧化鈷-鈷金屬混合物的超薄層組成。 當它經歷以下過程時電還原，其中涉及透過材料輸送小電流來改變內部二氧化碳的分子結構，從而產生清潔燃燒的燃料。

正如赫克維茨解釋的那樣，當電流施加到鈷奈米材料上時，會導致材料內部的分子與自由穿過其中的二氧化碳分子相互作用。 這導致氫原子附著在二氧化碳的碳原子上，促使額外的電子被推進到其中一個氧原子。 “這樣，二氧化碳就會變成 CHOO-，即甲酸鹽，”他說。

經實驗室測試確認材料它可以維持「在 40 小時內穩定的電流密度約為每平方公分 10 毫安[甲酸鹽]，在過電勢僅為 0.24 伏特的情況下，甲酸鹽選擇性約為 90%」。

我知道你想這麼做，但先別擔心這到底是什麼意思。

這種「過電勢」是由於像這樣的電極所維持的電化學反應緩慢而損失的能量。 超電勢越小越好，但為了提高效率，它必須保持較小的超電勢，同時保持較高的燃料生產率。 這就是過去許多二氧化碳電還原嘗試都失敗的地方。

Manthiram 本人正在研究自己的 CO2 電解還原解決方案，告訴福斯力學這種新材料不僅可以維持低過電位，同時實現高甲酸鹽生產率，還能保持一切穩定。 “找到滿足所有這三個限制的材料非常罕見且困難，”他說，並補充說這種材料是迄今為止「我們見過的最好的」。

來自中國合肥物質科學國家實驗室的研究團隊描述了這種材料在日記中自然。 下一步將是展示如何將其納入商業技術，以便我們可以開始使用一些漂浮在大氣中的二氧化碳，製造麻煩。