二氧化碳“變身”多碳醇燃料？中科大一項(xiàng)最新成果讓這一“神話”變成了現(xiàn)實(shí)。記者近日從中科大獲悉，該校俞書宏教授課題組與多倫多大學(xué)科學(xué)家合作，首次提出在二氧化碳電還原過程中，通過調(diào)控碳-碳偶聯(lián)“后反應(yīng)”步驟，抑制烯烴產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)高效多碳醇轉(zhuǎn)換，為高能量密度液體醇燃料的選擇性制備提供了新的設(shè)計(jì)思路。

電催化還原二氧化碳制備碳基化學(xué)原料，是解決可再生電能長(zhǎng)期存儲(chǔ)問題的有效手段。乙醇和丙醇作為可再生的運(yùn)輸燃料，由于其高能量密度、便于遠(yuǎn)程運(yùn)輸以及可直接在內(nèi)燃機(jī)中使用的特點(diǎn)，受到研究者的廣泛關(guān)注。然而，由于相關(guān)反應(yīng)涉及多個(gè)二氧化碳分子和12個(gè)電子以上的轉(zhuǎn)移過程，以二氧化碳電化學(xué)還原制備多碳醇仍然充滿挑戰(zhàn)。

中科大科學(xué)家在電催化還原二氧化碳研究中，發(fā)現(xiàn)一種特殊的納米結(jié)構(gòu)有利于二氧化碳還原過程中反應(yīng)路徑的選擇，通過抑制乙烯的產(chǎn)生從而促進(jìn)電化學(xué)合成多碳醇。基于課題組在硫化物納米晶合成方法所積累的工作基礎(chǔ)，通過膠體成核方法，合成了一種缺陷可控的硫化亞銅納米晶，再利用原位電化學(xué)還原方法，成功研制了一種新型銅納米催化劑。他們利用流動(dòng)電解池設(shè)備解決了二氧化碳傳質(zhì)限制，促使這一催化劑的多碳醇法拉第轉(zhuǎn)換效率達(dá)到32%、轉(zhuǎn)換速率超過120毫安每平方厘米，是目前國(guó)際上報(bào)道的最高電流密度。

該成果發(fā)表在最新一期著名學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》上，為今后設(shè)計(jì)有效電催化劑合成多碳醇類燃料提供了新的思路。