記者15日從中國科學技術大學獲悉，該校曾杰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，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。
該成果近日發表在國際頂級學術期刊《自然·納米技術》(Nature Nanotechnology)上。
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，中國提出了“碳達峰”與“碳中和”的重大戰略目標，引發國際社會關注。
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，并且將液體產物從電解質溶液中提取和純化將占用巨額生產成本。
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。聯合團隊研發出一種低成本、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。與此同時，基于固態電解質還開發了一種新型電解裝置，配合所研制的催化劑，以二氧化碳和水作為原料，可以直接連續制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制備。據介紹，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進程，對實現“碳中和”與“碳達峰”的戰略目標具有重大意義。(完)
