周小东，南卡罗来纳大学化学工程副教授，是一个致力于可持续利用可再生能源方法的团队的一员。太阳能电池板和风力涡轮机最常用于发电，但是在大规模的情况下，来自这些电源的电力会产生问题。公用事业需要随时满足需求，因此如果电力公司完全依赖风能或太阳能，那么当太阳落在云层之后或者风呼吸时会发生什么?

已经长谈到另一种方法是使用绿色电力踢CO2了能源阶梯。二氧化碳是来自发电厂烟囱的燃烧副产品，在地球大气层中变得过于丰富，在碳基燃料方面，它位于山脚下。随着能源的发展，它已经消耗殆尽。

如果你可以添加一些能量吧，不过，你可能会CO转化2成的燃料，而不是浪费产品碳化合物。在化学的说法，这就是所谓的减少CO2，当你将其转换为更少氧化处理的碳的形式，都具有实际的燃烧值。一些旨在实现的单碳分子将包括(增加能量含量)一氧化碳(CO)，甲醇和甲烷。

这些中的任何一个都可以存储在阴天或无风的时间段内，并且在大多数情况下比电更容易存储。甲烷是天然气的主要成分，已有大量现有基础设施。甲醇或木醇是乙醇或谷物醇的近亲，通常用作液体燃料。在这种情况下，一氧化碳可能看起来很不寻常，但它本身和作为其他燃料的前体，都具有化学价值作为燃料。

特技，当然，是能够做到的CO2在经济上减小。这意味着不仅要有效地将电能转换为化学能，还要使完成这项工作的设备具有成本效益。

周和他的研究团队最近在AngewandteChemie发表了一篇论文，展示了两个方面的进展。他们开发了潜在廉价的催化剂，可在电化学电池中有效地将CO2转化为CO。

作为制备催化剂的起点，它们用作模型碳纳米管，其完全由碳原子制成。但在使他们的催化剂CO2还原，它们通过在数个氮原子洒以创建不同的几何和电子结构的从碳基序仅离开。

得到的“氮掺杂碳纳米管”被证明擅长将CO2还原为CO，并且该团队报道该催化剂比文献中报道的相同反应的金属基催化剂更稳定。

更重要的是，研究人员更进一步，定义了氮掺杂碳纳米管上的微结构如何影响催化作用。当氮原子被取代到碳原子属于碳纳米管的位置时，可以得到几种不同的化学键合图案。该小组发现，他们中的一个，被称为吡啶结构，是最有效的作为电，并且是有竞争力甚至已经报道了CO昂贵得多的贵金属催化剂2减少。

周和他的同事们对他们迄今为止的成功感到高兴，但研究团队的目标却更高了。

“我们正在与其他机构合作，他们正在开发另一方，水方，利用光伏发电来分解水，最终我们希望将这两种反应结合起来，”周说。“因此，一方将是水分裂，从阳极产生质子，通过电解质到达阴极侧，然后与二氧化碳和进入的电子反应，将二氧化碳转化为燃料。一氧化碳是一种燃料，你可以生产，甲烷和甲醇是可以生产的其他燃料。

“还有很长的路要走，但这是一个开始。