分解二氧化碳的低成本系統

利用地球上的富集材料，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家建造了首個將二氧化碳分解為一氧化碳的低成本系統，該反應是將可再生能源轉換為燃料的必要一環。

清潔能源的未來依賴於我們從可再生源有效存儲能源並在後期使用的能力。一個流行的方式是將二氧化碳電解為一氧化碳，然後與氫氣混合產生諸如汽油或煤油等可用作燃料的液烴。然而，針對最初一步將二氧化碳分解為一氧化碳和氧氣，我們缺乏有效並且地球上富集的催化劑，使得可再生能源的製造代價昂貴。EPFL的科學家提出了一種基於氧化錫改性氧化銅納米線的地球富集催化劑。該系統分解二氧化碳的效率為13.4%，已發表在自然能源上，有助於全球從二氧化碳和水合成碳基燃料的研究工作。

該研究是由EPFL的Michael Grätzel的實驗室進行的。Grätzel由於發明了首個染料敏化太陽能電池而聞名於世(或者叫「Grätzel電池」)。這種由博士研究生Marcel Schreier和博士后Jingshan Luo研發的催化劑是通過將一層氧化錫原子鍍在氧化銅納米線上製造的。通過使用這種地球富集的材料，這種設計的成本很低，並同時相比其他從二氧化碳電催化作用的產品顯著增加了一氧化碳產出。

這種催化劑被集成到二氧化碳電解系統中，與三聯結太陽能電池(GaInP/GaInAs/Ge)相連接，形成二氧化碳電解器。該系統將這種催化劑用作雙功能電極，通過所謂的「析氧」反應將二氧化碳變為一氧化碳並同時產生氧氣。兩種產物被雙極性膜所分離。

該系統使用太陽能，能以13.4%的效率選擇性將二氧化碳轉換為一氧化碳，法拉第電流效率為90%。法拉第電流效率描述了電催化系統中電荷的傳遞效率。Luo說道：「本工作為太陽能驅動二氧化碳還原建立了一個新的基準。」

Schreier補充道：「這是首次提出的雙功能低成本催化劑。除了類似金和銀等昂貴的催化劑，很少有催化劑能夠能在水中選擇性轉換二氧化碳為一氧化碳，這對於工業應用至為關鍵。」

論文原文： doi:10.1038/nenergy.2017.87

來源：煎蛋網

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