日前,中科院低碳转化科学与工程重点实验室暨上海高研院—上海科技大学低碳能源联合实验室,在电催化二氧化碳还原转化生成甲酸和乙醇方面均取得重要进展,相关论文均发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》上,并被编辑列为VIP(Very Important Paper,非常重要的论文)。
随着全球变暖问题日益凸显,让温室气体“改邪归正”已成为能源科学界的大热门题材。上海高研院研究员陈为告诉记者,如果设法将热催化改为电催化,把烧煤改为加电,无疑能节煤减排。
因此,上海科学家们想到了风能和太阳能。陈为研究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、锡组成的钯-锡合金催化剂性能优异,只需施加非常低的电压,该催化剂就能将所输入电能的99%用于驱动CO2转化生成甲酸。
“更高难度的是在电催化过程中,将二氧化碳‘改造’成含有两个和两个以上碳原子的更高附加值化工品,比如乙烯、乙醇。因为二氧化碳本身只含有一个碳原子,转化成双碳分子,牵涉到碳-碳键耦合等复杂技术难题。”经过多年科研积累,研究团队开发出了氮掺杂的介孔碳材料,用于电催化,成功将二氧化碳转化为乙醇,且电流效率高达77%,远远高于同行们此前百分之十几的水平。