高科技：從空氣中製取酒精

# 本文由譯者 majer 投稿：

聽起來好得難以置信，代特夫特理工大學(TU Delft,)的博士研究生Ming Ma找到了一種通過稀薄的空氣生產酒精的方法。或者更準確地說，他已經發現如何有效精確地控制二氧化碳的電還原過程，以產生眾多的有用產品，包括酒精。能夠使用二氧化碳作為一種資源，可能在應對氣候變化方面至關重要。他的博士生答辯於9月14日進行。

為了減少大氣中二氧化碳濃度，碳捕獲和利用(CCU)可能是碳捕獲和封存(CCS)的可行替代策略。將二氧化碳電化學還原為燃料和增值化學品的技術作為一種有希望的解決方案引起了相當大的關注。在這個過程中，捕獲的二氧化碳被用作原料，並轉化為一氧化碳(CO)，甲烷(CH4)，乙烯(C2H4)，甚至液體產物如甲酸(HCOOH)，甲醇(CH3OH)和乙醇C2H5OH)。

Credit: Delft University of Technology

高能量密度碳氫化合物可以直接和方便地用作當前能源基礎設施中的燃料。此外，CO的生產是非常有趣的，因為它可以用作Fischer–Tropsch工藝中的原料，這是一種已經廣泛應用於工業中以將合成氣(CO和氫(H2))轉化成有價值化學品的技術，如甲醇和合成燃料(如柴油)。

精確調整過程
這篇論文是Ming Ma在Wilson A. Smith博士的團隊中完成的項目，主要描述了在電解還原二氧化碳中使用不同金屬時納米級的工藝。例如，在電還原過程中使用銅納米線導致碳氫化合物的生產，而納米多孔銀可以產生CO。此外，正如Ma所發現的那樣，可以通過改變納米線的長度和電位來非常精確地調節該過程。通過調整這些條件，他能夠生產任何碳基產品或這些產品任何所需比例的組合，從而產生用於上述三個後續處理的資源。

在這個過程中使用金屬合金會帶來更多有趣的結果。雖然鉑本身產生氫，而金生成CO，但這兩種金屬的合金意外地也產生了相對大量的甲酸(HCOOH)。甲酸在燃料電池中被期予重要的用途。

下一步
現在這些過程已經被描繪了出來，Smith實驗室太陽能轉換和存儲研究團隊(Ma是第一位從Wilson A. Smith實驗室畢業的博士生)的下一步計劃是尋找改進方法生產特定的單一產品，並開始設計擴大生產規模的方法。

Smith剛剛收到了ERC啟動撥款，用於實現下面這一點：「提高我們對複雜反應機制的理解，以便更好地控制二氧化碳電催化過程」。

實驗室的其他工作主要是太陽能驅動的水分解制氫：一個簡單的思路是通過太陽能使水分解產生氫氣，而廉價，高效和穩定的光電極可以提高太陽能的電解水效率。

本文譯自 phys.org，由譯者 投稿 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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