新材料以前所未有的效率将二氧化碳转化为清洁燃料

一种由钴微观层制成的新材料可以将二氧化碳气体转化为甲酸盐- 燃烧时不会产生有毒副产品的燃料，可用作清洁能源。

这种材料由中国的一组研究人员开发，可能是解决这一问题的一种方法。36 十亿吨二氧化碳由于化石燃料的使用，我们每年都会释放到大气中。几十年来，科学家们一直在努力想出一种将二氧化碳转化为有用物质的节能方法，早期测试表明这种新材料是迄今为止我们所看到的最有前途的选择之一。

“这代表了一项根本性的科学突破，”加州理工学院的化学工程师卡西什·曼蒂拉姆（Karthish Manthiram）没有参与这项研究，告诉威廉·赫克维茨流行力学。

“当然，在将其转化为成功的商业设备之前，这将是一个长达数年的过程。但在目前的开发阶段，从所有可以想象的指标来看，这种反应看起来非常积极。”

该材料只有四个原子厚，由纯钴金属和氧化钴-钴金属混合物的超薄层组成。当它经历以下过程时电还原，其中涉及通过材料输送小电流来改变内部二氧化碳的分子结构，从而产生清洁燃烧的燃料。

正如赫克维茨解释的那样，当电流施加到钴纳米材料上时，会导致材料内部的分子与自由穿过其中的二氧化碳分子相互作用。这导致氢原子附着在二氧化碳的碳原子上，促使额外的电子被推进到其中一个氧原子中。 “这样，二氧化碳就会变成 CHOO-，即甲酸盐，”他说。

经实验室测试确认材料它可以维持“在 40 小时内稳定的电流密度约为每平方厘米 10 毫安[甲酸盐]，在过电势仅为 0.24 伏的情况下，甲酸盐选择性约为 90%”。

我知道你想这么做，但先别担心这到底意味着什么。

这种“过电势”是由于像这样的电极所维持的电化学反应缓慢而损失的能量。超电势越小越好，但为了提高效率，它必须保持较小的超电势，同时保持较高的燃料生产率。这就是过去许多二氧化碳电还原尝试都失败的地方。

Manthiram 本人正在研究自己的二氧化碳电解还原解决方案，告诉大众力学这种新材料不仅可以维持低过电势，同时实现高甲酸盐生产率，而且还能保持一切稳定。 “找到满足所有这三个限制的材料非常罕见且困难，”他说，并补充说这种材料是迄今为止“我们见过的最好的”。

来自中国合肥物质科学国家实验室的研究小组描述了这种材料在日记中自然。下一步将是展示如何将其纳入商业技术，以便我们可以开始使用一些漂浮在大气中的二氧化碳，造成麻烦。