不只是碳捕捉和封存，加拿大團隊要利用二氧化碳來生產塑料

【Technews科技新報】試著想像一下，如果我們不只是能捕捉二氧化碳並封存，而是能將它轉換成有用的東西，例如塑料，這將會產生什麼影響？

做為臭名昭彰的溫室氣體，如果能找到方式再利用二氧化碳，產生的影響可能是戲劇性的，而從多倫多大學 Ted Sargent 團隊近日發布的研究來看，這種期望似乎又更加接近現實一些。

Phys.org 報導，這個加拿大團隊運用加拿大光源（Canadian Light Source）單位的設備與開發的獨有技術，已經精確地找到最有效將將二氧化碳（CO2）轉化為乙烯（ethylene）的條件。

而乙烯便能再被用來製造聚乙烯（polyethylene），也就是全球年產量約 8,000 萬噸、現今最普遍使用的塑料成分。

首席研究員 Phil De Luna 表示，由於這項實驗幾乎不可能曾在世界任何地方進行過，因此團隊對於這項研究的結果感到非常興奮。

據了解，這項研究的核心工作便是二氧化碳還原反應的過程，在催化劑的輔助下，透過電流和化學反應將 CO2 轉化為其他化學物質。在這種反應中，許多金屬都可以做為催化劑，像是金、銀和鋅（zinc）便能夠生成一氧化碳，而錫（tin）和鈀（paladium）可以生成甲酸，銅則是能產生乙烯。

De Luna 指出，銅是一種非常神奇的金屬，因為它可以用來製造許多不同的化學物質，像是甲烷、乙烯或是乙醇，雖然要控制其製造是困難的，但銅正是團隊想要的東西。

Phil De Luna （左）負責設計、合成並測試催化劑，進行電腦模擬運算； Rafael Quintero-Bermudez（右）則負責材料表徵與數據分析。

透過催化劑的設計，團隊能夠最大程度的將乙烯生產量提高，同時將甲烷產量降至最低。運用 CLS 高級科學家 Tom Regier 開發的獨特設備，研究人員能夠實時研究整個二氧化碳還原反應過程中，銅催化劑的型態、形狀以及化學環境。

研究的另一作者 Rafael Quintero-Bermudez 表示，類似這樣的實時研究是前所未見的。「這種獨特的測量方式，讓團隊能夠探索許多與過程相關的研究問題，並能夠討論該如何改進整個過程。」

透過研究中確認乙烯生產最大化的精確條件，團隊便能調整催化劑來達成目的，而在經過許多失敗的嘗試後，團隊最終還是達成了他們要的關鍵成果。

團隊認為，若是與碳捕獲技術互相配合，雖然有些難以想像，但日常使用的塑料生產過程將能轉為綠化，同時也能減少有害溫室氣體二氧化碳的存在情況。

這項研究已經公布在《自然》系列旗下最新冠名期刊《自然-催化》（Nature Catalysis）中。

（圖片來源：Canadian Light Source）

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