美國阿貢國家實驗室公布一項突破性進展，可將二氧化碳轉化為乙醇

如果我們能對多餘的二氧化碳進行其他有用的處理，而不是將其收集，壓縮並將其埋在海底深處，那豈不是很好嗎？美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory，簡稱ANL）的科學家可能已經找到了一種做到這一點的方法。

根據ANL的一份新聞稿，該實驗室的研究人員與美國北伊利諾斯大學的合作夥伴已經發現了一種新的電催化劑，它能將二氧化碳和水轉化為乙醇，具有很高的能源效率，而且低成本也比較低廉。

乙醇是一種特別受歡迎的商品，他燃油的增氧劑，使汽油增加內氧，充分燃燒，達到節能和環保的目的；乙醇還可以經濟有效的降低芳烴、烯烴含量，達到新汽油標準。它是幾乎是現在所有汽油的一種成分，並被廣泛用作化工、製藥和化妝品行業的中間產品。

ANL高級化學家 Di-Jia Liu 來源：ANL

ANL化學科學與工程學系高級化學家，普利茲克分子工程學院的科學家Di-Jia Liu（劉迪佳 音譯）說：「由我們的催化劑產生的過程將有助於循環碳經濟，這需要二氧化碳的再利用。」新的電化學過程將使工業過程（例如化石燃料發電廠或酒精發酵廠）排放的二氧化碳以合理的成本轉化為有價值的商品。

催化劑本身是由碳粉載體上原子分散的銅組成。它分解二氧化碳和水分子，並利用外部電場選擇性地將它們重組成乙醇。該工藝的電催化選擇性（或稱法拉第效率）超過90%，這明顯高於使用任何其他報導過工藝。該催化劑在長時間低壓環境運行比較穩定。

「通過這項研究，我們發現了一種新的催化機制，可以將二氧化碳和水轉化為乙醇，」美國北伊利諾伊大學物理化學和納米技術教授Tao Xu說。「這一機制還應該為開發高效的電催化劑奠定基礎，從而將二氧化碳轉化為大量具有附加值的化學品。」

因為二氧化碳是一種穩定的分子，將其轉化為不同的分子通常需要大量的能量，這使得轉化過程成本高昂。劉迪佳說：「我們可以利用我們的催化劑將二氧化碳轉化為乙醇的電化學過程結合到電網中，並在非尖峰時段利用太陽能和風能等可再生能源提供的低成本電力。「因為這個過程在低溫和壓力下運行，它可以快速啟動和停止，以響應間歇性的可再生電力供應。」

該研究利用了ANL的兩個實驗設施-高級光子源和納米級材料中心。它還可以訪問實驗室的計算資源中心。

這項研究的結果為進一步改進催化劑設計開闢了新的途徑。「我們利用這種方法製備了幾種新的催化劑，發現它們在將二氧化碳轉化為其他碳氫化合物方面都是高效的，」劉迪佳說。「我們計劃繼續這項研究，與工業界合作，以推進這項有前途的技術。這項研究最近發表在《自然能源》雜誌上。

這項新研究的結果是創造了一種能夠重複利用和循環利用二氧化碳來製造燃料和化學物質的過程，而目前這些燃料和化學物質都是從石油或天然氣中提取的。請注意低成本的可再生能源在這個場景中所扮演的角色。我們正在目睹的是技術的融合，這可能會大大降低工業排放到大氣中的二氧化碳量，而且成本遠低於此前的預期。

乙醇和其他化學物質可能由這個過程和類似的過程產生，是塑料工業的基本組成部分。如果這一發現能與新型可回收、可降解塑料的發明結合起來，那將是向構建循環經濟邁出的重要一步，這種經濟不會為了追求利潤而破壞環境。

「減排計劃」剛剛發布了一份可持續世界路線圖的更新，該計劃稱，無需等待新技術的出現，今天就可以實現可持續發展的世界。來自阿爾貢國家實驗室的這條最新消息可以與最新的減排審查建議相結合，應該儘可能的合理利用地球有限的資源，明智地實現這一理念的商業環境。