“电”一下，废气一秒变燃料！二氧化碳回收又出新招

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。

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。据中科院上海高研院陈为研究员介绍，将二氧化碳通过电催化法高效率地转变成甲酸，催化剂的选择是关键。

“能用的金属催化剂很多，但能做到高效的却很少。”经过近两年的不断探索，陈为团队筛选、尝试了大量金属、合金催化剂，最终发现由金属钯、锡按一定比例混合组成的Pd-Sn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 ），并且在常温、常压条件下，该催化剂就能将二氧化碳转化生成甲酸，电流效率高达99%，显示出良好的应用前景。

▲基于含氮介孔碳电催化二氧化碳直接制乙醇

此外，电催化生成乙醇也是陈为课题组重点攻克的目标。相比甲酸这类产物，通过电催化过程将二氧化碳转化成含有两个及两个以上碳原子产物要复杂和困难得多。

陈为课题组在前期纳米碳材料研究的基础上，优化、开发出了一种新型非金属催化剂。这种催化剂是由氮掺杂的介孔碳（N-carbon）材料制成，相比金属催化剂成本要低得多。电催化乙醇的电流效率达到77%，远高于国际上30%左右的平均水平，为设计、创制高活性和高选择性生成多碳产物的电催化体系提供了新思路。

看完二氧化碳转化，再来聊聊风电、光伏发电等新能源。

据最新数据显示，2012年以来，我国新增风电装机容量连续4年居世界第一。截至去年底，风电累计新增装机容量8758万千瓦，成为煤电、水电之后的第三大电源；自2013年起，连续4年新增装机容量超过1000万千瓦。去年底，我国光伏发电累计装机容量达7742万千瓦，连续两年保持全球第一。

陈为说，由于风电、光伏等新能源具有可再生、清洁等优点，近年来，我国在新能源投入巨大，居全球前列。然而，新能源虽好，却有一个不可忽视的问题，就是不稳定。受季节和气候等客观因素影响，新能源往往具有随机性，使得使用效率大打折扣。

是否可以换个思路，将新能源“加工”一下？在陈为的电催化反应中，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，高效回收二氧化碳的同时，还能将不稳定的新能源转换成稳定的化学能，实现洁净电能的有效存储。

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