纳米加标催化剂将二氧化碳直接转化为乙醇

“我们偶然发现这种材料有点起作用，”ORNL的AdamRondinone说，该团队研究的主要作者发表在ChemistrySelect上。“当我们意识到催化剂本身正在完成整个反应时，我们正试图研究拟议反应的第一步。”

该团队使用由碳，铜和氮制成的催化剂并施加电压以引发复杂的化学反应，从而基本上逆转燃烧过程。在含有多个反应位点的纳米技术催化剂的帮助下，溶解在水中的二氧化碳溶液变成乙醇，产率为63%。通常，这种类型的电化学反应导致少量的几种不同产物的混合。

Rondinone说：“我们正在吸收二氧化碳，这是一种燃烧的废物，我们正在以极高的选择性推动燃烧反应向后推进有用的燃料。”“乙醇是一个惊喜-用单一催化剂从二氧化碳直接转向乙醇是非常困难的。”

催化剂的新颖之处在于其纳米级结构，由嵌入碳尖峰中的铜纳米颗粒组成。这种纳米纹理化方法避免使用昂贵或稀有金属如铂，这限制了许多催化剂的经济可行性。

“通过使用普通材料，但用纳米技术安排它们，我们想出了如何限制副作用并最终得到我们想要的一件事，”Rondinone说。

研究人员的初步分析表明催化剂的尖锐纹理表面提供了足够的反应位点，以促进二氧化碳转化为乙醇。

“它们就像50纳米避雷针，可以在尖峰尖端集中电化学反应，”Rondinone说。

鉴于该技术依赖于低成本材料以及在室温下在水中操作的能力，研究人员认为该方法可以扩展到工业相关应用。例如，该过程可用于存储由诸如风和太阳能的可变电源产生的多余电力。

Rondinone说：“像这样的过程可以让你在制造和储存乙醇时消耗额外的电力。”“这有助于平衡间歇性可再生能源供应的电网。”

研究人员计划改进他们的方法，以提高整体生产率，并进一步研究催化剂的性质和行为。

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