科学家在二氧化碳转换领域有了重大突破!一项最新研究透过将氧化锌涂层于铜纳米立方体上,研究团队成功开发出一种新型催化剂,大幅提升了二氧化碳转换为乙醇的效率与稳定性。这项创新有望为全球减碳与再生能源发展带来崭新契机。
传统的二氧化碳转换技术主要仰赖铜基催化剂,但在固定反应条件下,其乙醇选择性并不理想。为了克服这个限制,研究人员采用了脉冲式二氧化碳还原反应(CO2 RR)技术,透过动态调整反应条件,提升了反应效率。然而,传统催化剂在这种更苛刻的环境下容易劣化,影响其长期性能。
为解决催化剂稳定性问题,研究团队在铜纳米立方体表面添加了一层氧化锌。研究结果显示,这种新型催化剂在生产乙醇方面,不仅能达到与纯铜催化剂相似的效果,甚至在更温和的反应条件下就能取得更好的成绩。
更重要的是,氧化锌涂层有效地保护了铜纳米立方体,使其不易在反应过程中氧化溶解。在脉冲式CO2 RR的动态反应环境中,氧化锌率先发生氧化,而铜则得以保留,确保催化剂的结构完整性与活性。
绿色能源发展的新里程碑
透过拉曼光谱分析,研究人员深入了解了催化剂的结构与组成,以及反应过程中产生的活性中间体。研究结果证实了金属氧化态在反应中扮演着关键角色,同时也为提高二氧化碳转换为乙醇的选择性与效率提供了新的思路。
这项研究成果不仅为二氧化碳转换技术开辟了新的道路,也为绿色能源的发展提供了更具前景的选择。透过将二氧化碳转换为高价值的乙醇,不仅能减少温室气体排放,还能为可再生能源产业带来新的商机。
该研究已刊载于《能源与环境科学》期刊。