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2018-12-01以炭黑製作特殊電極 二氧化碳可望成工業燃料
588 期
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哈佛大學（Harvard University）羅蘭研究中心（Rowland Institute）研究團隊研發1種利用可再生電力將二氧化碳（CO2） 轉換為一氧化碳（CO）的系統。日前《焦耳》（Joule）期刊發布，未來有機會將其它溫室氣體導入催化反應器中，並把它們轉換為工業燃料或其它化學品。
該中心研究員汪淏田（Haotian Wang）與團隊，起初發現鎳原子催化劑對CO2 還原為CO的反應具有相當不錯的選擇性， 然而其所使用的載體──石墨烯相當昂貴，難以進一步量產應用。因此，團隊退而求其次，以相對便宜的炭黑（carbon black）奈米顆粒取而代之。利用類似靜電吸引（electrostatic attraction）的技術，將帶正電的鎳原子吸入帶負電炭黑中，對還原CO2 而言，其選擇性也不輸石墨烯系統。此外，團隊在反應器裡注入97％的CO2，並以水蒸氣替代液態水，利用離子交換膜使離子仍能四處移動； 此舉不僅讓CO2 能在合理（有水）的環境下進行還原，也能降低因電壓過高導致的副反應（如水還原為氫跟氧），大幅提升反應效率。
汪淏田指出，該系統需運轉數以千計個小時，才能對經濟與環境造成影響，目前團隊僅能運作十幾個小時，仍須想辦法克服時間問題。此外，現階段所轉換出的產物CO其應用價值較低，團隊也積極開發銅基催化劑（copper-based catalysts），希望未來能將CO2還原成更有用的產物。
Tingting Zheng et al., Large-Scale and Highly Selective CO2 Electrocatalytic Reduction on Nickel Single-Atom Catalyst, Joule, 2018.