用废旧电池将二氧化碳转化为燃料，华科大团队研究成果获《自然》关注
用废旧电池和温室气体能发生负负得正的结果吗？华中科技大学化学与化工学酝宝玉传授团队做到了。他们操作接纳的废旧电池将二氧化碳转化为具有高经济代价的甲酸，并冲破多项天下记载。1月31日，团队研究成就“质子互换膜体系中耐久的CO2转化”在《天然》刊发。
夏宝玉传授团队研究成就在《天然》刊发
夏宝玉传授及其团队成员（通信员聂红波摄）
在电解二氧化碳得到的二十余种产品中，甲酸具有明显的经济代价，在燃料电池、医药规模等都有普及用途。高效得到高纯甲酸，不只可以或许耗损二氧化碳，还能缔造可观的经济效益。夏宝玉团队朝着这个研究偏向，历时近五年，建设了质子互换膜二氧化碳电解体系，让甲酸的天生率高出93%，并能持续不变运行5000小时以上，在多项指标上冲破天下记载。
二氧化碳电解体系及其电化学机能
团队的研究数据为何能“遥遥领先”？与浩瀚研究差异的是，团队回收酸性电解液完成了这一体系。当前电催化二氧化碳还原技能中，研究者行使的电解液大多呈碱性，相等一部门二氧化碳会被碱性电解液接收并天生大量碳酸盐在电极外貌沉积，大幅低落转化服从和寿命。“回收酸性电解液就可以或许极大晋升转化服从。”这是团队创新提出的一项办理方案。“然而，很多催化剂不耐酸腐化，难以高效不变地举办还原回响。”研究进程中，团队首要成员房文生不绝实行，奇妙地操作接纳来的废旧电池得到了一种铅基耐酸腐化的二氧化碳还原电催化剂。全新的回响机理让二氧化碳在电解进程中只发生甲酸和少量氢气的同时，还实现了极高的转化服从。不只云云，这种机能良好的催化剂还可以或许实现公斤级乃至吨级的量产，以满意家产化的需求。
夏宝玉传授（左一）在指导门生（通信员陶然摄）
现实运行进程中团队又碰着了新的题目——电解体系的寿命远不能到达家产化应用需求。通过深入研究，团队发明借助水来完成氧化回响会天生阳极副产品，腐化体系中要害部件——质子互换膜，进而影响整个电溃散系的机能与寿命。在能源化学规模多年的研究履历让夏宝玉发生了“以氢气替代水”的设法。这不只有用停止了质子互换膜的腐化，大幅进步不变性和行使寿命，还极大地镌汰了体系的耗电量，团队收成了意想不到的结果。办理各种坚苦后，团队对回响器件结构举办优化计划，最终实现了在3.6V槽压下20A电流的低能耗高效益电解回响，并可以或许持续运行5000小时以上。
“这一技能具有可观的经济代价。”夏宝玉说。团队计划的二氧化碳电解回响器能在高效不变运行的基本上实现面积与产量的40倍放大。凭证当前市场本钱预计，每电解发生1吨甲酸将得到244美元红利，并有望实现家产化应用。