现今，地球大气中二氧化碳（CO2）不断增加带来的隐患已成为我们这个时代最紧迫的问题之一。 因此，科学家们已经进行了许多研究以期找到减少它的方式，甚至是去除它。以致许多解决方案的推出，譬如，简单地隔绝二氧化碳到地下，或存储在火山岩。更加雄心勃勃的计划甚至是消除这种气体，而且有效地利用它来创造可用的产品，例如塑料和泡沫，或者生产碳氢化合物燃料。现在，橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家们声称，已经利用二氧化碳生产出一种最常用的化学品之一——乙醇，不仅是廉价、高效、可扩展的，而且在室温下进行。
该团队发现，使用由嵌入碳尖峰的铜纳米颗粒制成的催化剂，仅仅1.2伏的电力就足以将悬浮在水中的CO2转化为乙醇。 实际上，其产生的复杂化学反应，基本上是逆转燃烧过程，初始转化率约63％。这对研究人员来说是一个惊喜，因为这种类型的电化学反应通常会产生许多不同的化学品，包括甲烷、乙烯和一氧化碳。
“二氧化碳作为燃烧的废弃物，我们正努力利用它以高选择性进行逆向燃烧过程，以产生有用的燃料，”橡树岭国家实验室的Adam Rondinone博士说，“能够生产出乙醇本身是一个惊喜——因为仅仅用催化剂就直接将二氧化碳变为乙醇是非常困难的。我们偶然发现这种物质的作用，当我们意识到催化剂本身做了整个反应时，我们试图开始研究反应的第一步”。
虽然在其他研究当中，许多金属都被拿来用于将二氧化碳转化成有用的燃料。如德克萨斯大学实验室将二氧化碳转化成液态烃的二氧化钛，但通常这种金属是稀有或昂贵的。而橡树岭国家实验室利用廉价的铜和碳，以新的方式将其结合，在惰性的硅衬底上形成纳米钉。正是这种特殊的安排，提供了丰富的反应堆物质，以便高效地产生乙醇。
“通过使用普通的材料，并与纳米技术结合，我们想出了如何减少副作用的方法，最终得到我们想要的东西”Rondinone博士说，“它们像是50纳米级的避雷针，在尖端集中了电化学反应性”。
由美国橡树岭国家实验室的团队创造的致密纳米结构碳膜包含随机钉住的纳米钉，长度约50–80纳米。该膜的生长使用一个相对简单的化学气相沉积技术，采用乙炔和氨作为试剂（用于启动化学反应的物质）。
作为一对电极，电流通过该纳米钉膜，然后产生电化学反应，这种组合能使大部分的CO2电子二聚化为乙醇。
研究人员认为，他们这种使用廉价物质生产乙醇的技术，可以很容易地发展到商业领域，甚至扩展到替代能源存储系统领域，因为在那里由风能和太阳能产生的多余的电力可以很容易地变成液体燃料。
“当能够生产和存储为乙醇时，这样的过程会让你消耗额外的电力”Rondinone博士说，“这可能有助于平衡由间歇性可再生能源供应的 络”。
美国橡树岭国家实验室的研究人员正计划改善他们的方法，目的是提高乙醇生产效率和更好的确定铜/碳催化剂的选择性化学生产的全部机制。
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