日本开发出可将二氧化碳还原的电极材料——削减二氧化碳排量出现新方案

其他 2018年03月02日

据日本名古屋工业大学(以下简称:名工大)2月21日的新闻稿报道,该大学与电装株式会社(以下简称:电装)组成的共同研究小组,成功开发出在低超电势(※)下,通过离子液体和有机分子将二氧化碳有效还原成甲酸和甲醇等有用化合物的电极材料。此电极材料有望与太阳能发电等可再生能源相结合,应用于削减二氧化碳的新技术中。

二氧化碳被认为是引起地球气温变暖的温室气体。目前,全球正在努力削减二氧化碳的排量。在自然界中,二氧化碳可以通过光合作用转化成糖;目前,科学家们设法通过利用光或电能将二氧化碳转化成化合物。

在本研究中,名工大拥有的将离子液体附着在电极上的技术与电装的运用有机分子促进二氧化碳进行还原的技术相结合,开发出了新的电极材料(如下图)。开发出的电极表面附着离子液体,其间的有机分子(咪唑等包含氮原子的芳香族化合物)被固定。在低超电势下,电极上附着的离子液体和有机分子可促使二氧化碳发生还原反应。生成物中不仅含有一氧化碳、甲酸,也成功生成了甲醇。通过调整反应的电势,可以改变生成物。未来该项技术有望成为将二氧化碳有效转化成有用化合物的基础技术。该技术因为可以通过少电量进行,有望与太阳能发电等可再生能源相结合,应用于削减二氧化碳的技术中。

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图像来源:名古屋工业大学新闻稿

本研究成果已发表在美国化学会《ACS Catalysis》的电子版上。

文/客观日本编辑部(赵)

※超电势:电极电势的理论值与在实际反应中产生的电极电势差

相关论文:
Go Iijima, Tatsuya Kitagawa, Akira Katayama, Tomohiko Inomata, Hitoshi Yamaguchi, Kazunori Suzuki, Kazuki Hirata, Yoshimasa Hijikata, Miho Ito, and Hideki Masuda,CO2 Reduction Promoted by Imidazole Supported on a Phosphonium-Type Ionic-Liquid-Modified Au Electrode at a Low Overpotential,DOI: 10.1021/acscatal.7b03274.

相关链接:
开发可将二氧化碳还原的电极材料—期待通过可再生能源发电削减二氧化碳—[网址]

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