使用低成本催化剂材料分裂二氧化碳

清洁能源未来的一个有希望的途径是将其储存在由可再生资源生产的碳基燃料中，有效地实现清洁使用液体燃料，如汽油。第一步是将二氧化碳电解成氧气和一氧化碳，随后可将其转化为液体燃料。但是目前的CO形成催化剂要么不具有选择性，要么太昂贵而不具有工业可行性。EPFL科学家现已开发出一种基于氧化锡修饰的氧化铜纳米线的富含地球的催化剂。使用该催化剂的太阳能驱动系统设置能够以13.4%的效率分解CO 2。这项工作发表在自然能源，并有望帮助世界各地的努力，综合从CO产生碳基燃料2 和水。

该研究由EPFL的MichaelGrätzel实验室进行。Grätzel以染料敏化太阳能电池(“Grätzel电池”)的发明而闻名于世。由博士生Marcel Schreier，博士后Jingshan Luo和几位同事开发的新催化剂是通过在氧化铜纳米线上沉积氧化锡原子层制成的。氧化锡抑制副产物的产生，副产物通常从氧化铜催化剂中观察到，导致在CO 2的电还原中单独产生CO 。

将催化剂整合到CO 2电解系统中并连接到三结太阳能电池(GaInP / GaInAs / Ge)以制备CO 2光电解器。重要的是，该系统使用与阴极相同的催化剂，其将CO 2还原为CO，并且阳极通过所谓的“析氧反应”将水氧化成氧气。用双极膜分离气体。仅使用地球丰富的材料来催化两种反应，这种设计可以降低系统的成本。

该系统能够使用太阳能选择性地将CO 2转化为CO，效率为13.4%。该催化剂还达到了高达90%的法拉第效率，其描述了电荷在如本文开发的电催化系统中如何有效地转移到所需产物。“工作设置了太阳能驱动CO一个新的基准2还原，”罗说。

“这是第一次证明这种双功能和低成本的催化剂，”Schreier补充道。“很少的催化剂-除了昂贵的，如金，银-可以选择性变换CO 2以CO在水中，这对于工业应用是至关重要的。”