匹兹堡大学的化学工程师团队最近确认出出将大气中的二氧化碳转化为液体燃料最优催化剂的两个主要因素。研究结果发表在《ACS Catalysis》上,将简化便宜且高效的新催化剂研究。想象一下，发电厂通过燃烧化石燃料产生多余的二氧化碳(CO2)，而后又将它转化为燃料。现在想象一下电厂只使用少量水和能源在阳光下就能实现这一结果。电厂不仅可以燃烧化石燃料,而且可以减少在制造过程中的二氧化碳排放。数百万年来,植物一直使用水、阳光和二氧化碳创建糖供给生长。现在世界各地的科学家采用他们的能源生产方式。

“我们试图加快自然碳循环并使它更有效率,”Karl Johnson——匹兹堡大学化学与石油工程系教授，研究的首席研究员。“你不必浪费精力在植物生长的额外需要,结果是人造碳循环生产液体燃料。”

二氧化碳是一个非常稳定的分子,当反应时需要大量的能源。一个常见的利用多余CO2的方式是移除一个O原子变为CO而后与H2反应生成甲醛。然而,在这个过程，部分转换反应堆需要加热到高达1000℃,这很难维持下去,尤其是当唯一的能量来源是太阳时。

催化剂可以在低很多的温度下得到二氧化碳。一些研究人员一直在研究可以分裂CO2的不同材料——甚至在室温下。但大多数,活性催化剂对于大规模生产来说太昂贵了,化石燃料仍提供廉价能源。低价格且充足的化石燃料阻碍了很多公司投资于昂贵的试验和研究新催化剂的错误过程。

“功能化UiO-66CO2催化加氢筛选刘易斯对”的研究，为研究人员如何开始寻找最优催化剂提供了好的想法。Johnson和研究的合著者及匹兹堡大学的博士后研究员Jingyun Ye,研究一系列的经常被用作催化剂高活性化合物的八个不同Lewis官能团和碱基对(刘易斯对简称),。他们发现,使材料成为良好的催化剂的两个因素是氢吸附能量和刘易斯对硬度——电离势和电子亲和能的区别测量。

使用这个框架, Johnson计划和经验主义者更有效地筛选催化剂,有希望的是,研究人员可以更接近建造在减少空气中CO2排放的同时产生液体燃料的发电厂。想象一下每次你把油加满时就可以减少空气中的CO2。

新材料在线编译整理——翻译：范红娜     校正：摩天轮