Nature：一种选择性、高效的电催化剂可将二氧化碳转化为化学品

美国特拉华大学的研究人员近日开发了一种高选择性催化剂，能够使用电化学方法将二氧化碳转化为一氧化碳，其转化效率高达92%。该项研究成果已发表于Nature Communications杂志上。

研究人员指出，使用一种选择性且高效的方式将二氧化碳转化为有用的化学品对于可再生和可持续能源研究仍然是一项重大挑战。他们发现，当使用了纳米多孔银电催化剂（其活性为多晶银的3000倍），可以更加有效地将二氧化碳转化为有用的化学品。

银被认为是一种很有前途的二氧化碳还原催化剂材料，它具有高选择性（约为81%），而它的成本比其他贵金属催化剂少得多。此外，由于银是无机物，在恶劣的催化环境下可以保持更加稳定。

具有如此高的活性是由于这种电催化剂具有非常大和较高的弯曲内表面。在弯曲内表面上的活性位点需要的电压比预期更小，以克服活化能垒所需的驱动反应。所获得的一氧化碳，可以作为行业原料生产合成染料，同时可以减少40%的二氧化碳排放量。

图片：纳米多孔银催化剂

为了验证他们的发现是否为独一无二的，研究人员还比较了这种新开发的纳米多孔银催化剂与其他具有潜力的二氧化碳电催化剂，包括多晶银和其他银纳米结构，如纳米颗粒和纳米线。在相同条件下的测试证实，在水环境中无孔银催化剂比其他的银催化剂具有明显优势。

从化石燃料使用中减少温室二氧化碳被认为是对人类社会至关重要的。在过去的20年中，电催化剂还原二氧化碳引起人们的关注，因为可以使用可再生能源资源来发电，如风能、太阳能和波浪能。将二氧化碳选择性转化为一氧化碳是一种具有前景的清洁能源途径，但在技术上是很难实现的，这项研究中开发的催化剂为该领域未来的发展铺平道路。

该项研究获得了美国化学学会石油研究基金和特拉华大学研究基金会的资助。

程静 摘译自：http://www.udel.edu/udaily/2014/jan/new-catalyst-013014.html

原文检索：Qi Lu, Jonathan Rosen, Yang Zhou, Gregory S. Hutchings, Yannick C. Kimmel, Jingguang G. Chen and Feng Jiao (2014). A selective and efficient electrocatalyst for carbon dioxide reduction. Nature Communications,5, doi:10.1038/ncomms4242.