现代社会消耗了大量煤、石油和天然气等化石能源，使温室气体如二氧化碳排放量急剧增加，引起了全球气候变暖等日益严峻的环境问题。近日，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，相关结果分别发表于国际知名期刊《德国应用化学》。
通过电催化二氧化碳转化，采用可再生的风电、太阳能发电或富余核电等洁净电能为能源，在常温、常压条件下将二氧化碳直接一步转化为一氧化碳、甲酸、甲醇、碳氢化合物等燃料及化学品，同时实现了二氧化碳的资源化利用和洁净电能的有效存储，表现出极具潜力的应用前景。如何高效率地获得高附加值的化学品是二氧化碳电催化转化研究中极具挑战性的热点课题。
上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室陈为工作小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 、锡组成的合金催化剂具有非常优异的性能。只需施加非常低的电压(-0.43 V vs. RHE )，该催化剂就能够将所输入电能的99%(电流效率)用于驱动二氧化碳转化生成甲酸。甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。此项研究以二氧化碳为原料，利用可再生电能高效率合成甲酸，显示出良好的应用前景。
图1. 基于含氮介孔碳电催化二氧化碳直接制乙醇
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