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甲醇是一種廣泛應(yīng)用于塑料、化學(xué)品和溶劑的關(guān)鍵原料，同時(shí)也是一種有潛力的綠色能源。美國俄勒岡州立大學(xué)和耶魯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)，顯著提高了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇的效率和速度，為應(yīng)對氣候變化和能源需求提供了創(chuàng)新解決方案。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）上。 研究人員開發(fā)了一種雙位點(diǎn)催化劑，通過在碳納米管上結(jié)合兩種不同的催化位點(diǎn)（相距約2納米），顯著提升了甲醇的生產(chǎn)速率。新催化劑的法拉第效率達(dá)到50%，意味著用于催化反應(yīng)的電力浪費(fèi)更少，而之前的單位點(diǎn)催化劑效率不到30%。 催化劑是加速化學(xué)反應(yīng)速率的物質(zhì)，而電催化劑通過降低反應(yīng)活化能來加速電化學(xué)反應(yīng)。碳納米管負(fù)載的鈷酞菁分子是少數(shù)能夠催化二氧化碳電化學(xué)還原為甲醇的分子之一。然而，之前的單位點(diǎn)催化劑對甲醇的選擇性較低。研究團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)中引入了鎳四甲氧基酞菁，發(fā)現(xiàn)其能夠幫助催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳的步驟，從而提高了甲醇的產(chǎn)量。先進(jìn)的振動和X射線光譜分析表明，這種改進(jìn)是由于一氧化碳從鎳位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到同一碳納米管上的鈷位點(diǎn)。 這項(xiàng)技術(shù)的突破為高效利用二氧化碳提供了新途徑，不僅有助于減少溫室氣體排放，還為綠色能源和可持續(xù)化工生產(chǎn)開辟了新的可能性。未來，這項(xiàng)技術(shù)有望在能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮重要作用。 《賽特科技日報(bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
