美國芝加哥大學使用低價且存在量豐富的鋅觸媒,成功開發出一種效率近乎100%、可將二氧化碳(CO2)轉換為潔淨燃料與有用化學物質之技術。該技術建立了一套潔淨能源循環模式,可望有助於解決氣候變遷問題。CO2電化學還原反應係透過再生能源電力,將溶解在有機溶劑中的CO2轉換為化學物質原料的一氧化碳(CO)。然而CO2還原反應會受到溶劑中所含少量水分產生之析氫反應的妨礙;此外,做為雜質產生的碳酸鹽亦為導致CO生成效率降低的原因。
芝加哥大學發現了一種在有機溶劑中使用酸添加劑以控制產生析氫反應的水分子,藉此提升CO2還原效率的方法。透過溶劑中強大的氫鍵網絡捕獲水分,抑制CO2還原中的競合反應。研究中使用了金觸媒,即使含有3M高濃度的水,也可實現近乎100%的CO生產效率。此外,在弱酸性條件下,透過使用土壤中豐富存在的鋅觸媒,進而在未因碳酸鹽造成損失的狀況下,長時間維持了一氧化碳的生成效率。
研究團隊表示,以研究目的而言,鉑、銀、金皆是非常穩定的材料,也是良好的觸媒;但若考量產業應用面,這些材料將造成相當高的成本。新開發的技術透過使用地球上存在量豐富的鋅,將能提高產業應用的成本效益,並且具備促進全球碳捕獲/儲存市場成長的可能性。透過此項技術將可望創造一個將CO2轉換為可用燃料的清潔能源循環,進而減少溫室氣體排放,並為緩解全球暖化影響提供一個具備前景的解決對策。