科学家开发可将二氧化碳变成清洁燃料的新型材料

发布时间：2016/1/13 0:05:54

近日，科学家开发出了一种由钴制成的新型材料，可以将二氧化碳气体转化为甲酸盐，这是一种可以燃烧的、不会产生有毒副产物的燃料，还可以作为一种清洁能源使用。据了解，这种材料是由来自中国的研究人员所开发出来的，它可以用来处理人类每年由于使用化学燃料而被释放到大气中的36亿吨二氧化碳气体。

几十年来，科学家们一直在寻找能够将二氧化碳转化为有用的东西的高效节能的办法。研究人员经过测试之后表示，这种新材料是我们迄今为止见过的可能实现这一目的的*有前景的选择之一。

来自加州理工大学的化学工程师Karthish Manthiram并没有参与这项研究，他告诉《大众机械》：“这是一次重大的科学突破。虽然它在进入商业化使用之前还需要一段非常长的时间，但是目前这个阶段的发展不管从哪个角度看都是积极乐观的。”

这种材料组后4个原子那么厚，由纯钴金属和钴氧化物混合的超薄层组成。当它经过电解还原过程之后，小电流通过这种材料改变二氧化碳的分子结构，一次产生清洁燃料。

当电流被施加到这种钴纳米材料上的时候，会让材料内部的分子跟通过它的二氧化碳(CO₂)分子进行相互作用，这将导致氢原子附着在二氧化碳的碳原子上，促使一个额外的电子进入其中一个氧原子中。于是二氧化碳就变成了CHOO-，即甲酸盐。

实验室经过测试证实，这种材料可以维持10毫安/平方厘米的稳定电流密度超过40个小时，其过电压仅为0.24伏。或许我们并不清楚这个过电压代表着什么，但是对于科学家来说，实现这个数字并不是一件容易的事。在电解还原二氧化碳的时候，过电压越低越好，这也是此前的实验没能成功的原因所在。

Karthish Manthiram表示，他自己也在进行电解还原二氧化碳的研究，他告诉《大众机械》，这种新材料不仅可以维持非常低的过电压，实现甲酸盐的高生产率，还能够保证足够稳定。他说：“能够满足这三种条件的材料是非常罕见的，它我们到目前为止见过的*好的材料。”

来自中国合肥国家物理科学实验室的研究小组在《自然》杂志上描述了这种特殊的材料。他们的下一步将会演示如何将这种材料进行商业化。这样一来，我们就可以将在大气中漂浮的、给我们造成麻烦的二氧化碳变成清洁燃料了。

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