東京工業大學發表與北海道大學利用非平衡電漿(Nonequilibrium Plasma)技術，成功大幅提高了二氧化碳還原反應的效率。此項技術將有助於促進二氧化碳固定化或是做為資源有效利用，可望對環境的永續發展有所貢獻。
研究團隊開發了一項透過在反應管中流通二氧化碳與氫氣的混合氣體，並施加高電壓以產生電漿的實驗裝置。此裝置的特徵在於Pd2Ga/SiO2合金觸媒粒子藉由底部送出的氣體形成懸濁浮游狀態(流動層)，透過提高熱物質的傳輸能力，增強產生電漿生成活性物質與熱流流通量(Flux)的方式，以實現超越熱平衡的二氧化碳轉換反應。
利用此裝置進行二氧化碳還原反應時，確認在讓電漿作用的同時推進觸媒反應，將可大大提高二氧化碳的一氧化碳轉化效率。另在調整電漿的有無或產生條件的同時進行比較，發現相較於不施加電漿，施加電漿時的反應效率最大可提高約3倍。這是因為二氧化碳分子透過電漿的振動激發而轉變為高反應性結構，而活化能的變化對反應速率具有指數效應(Exponential Function)，因此即使在低溫下亦可獲得較大的反應速率。此一反應在過去雖已透過最先進的分子束研究與計算科學得到驗證，但在工業上利用僅由振動溫度激發之非平衡態方法的研究仍極少數。
將此研究成果應用於CO2/CH4改質(CO2+CH4=2CO+2H2)或CO2甲烷化反應(CO2+4H2=CH4+2H2O)時，亦證實了顯著的反應促進效果。甲烷化反應可在室溫下由電漿驅動，因此即使是觸媒溫度250°C時CH4產收率為14%且熱反應活性較低的觸媒，仍可達成在250°C時64%、300°C時100%的高CH4產收率。
透過使用電漿減少化學製程的熱能依賴性的話，將可提高熱化學反應無法處理的負載反應性，並消除製程間溫度不協調造成的損失，且將變動性的再生能源大量導入化學製程亦將成為可能。今後研究團隊將推動不使用貴金屬之高活性觸媒的開發，並建立觸媒設計指南，期進一步擴大電漿觸媒反應的規模，藉此促進二氧化碳再資源化與有效利用，為早日實現碳中和社會做出貢獻。