南京大學(xué)教授優(yōu)化催化劑，利用鋰電池的充放電高效固碳

中日研究人員8月9日報告說，他們在研究鋰空氣電池的過程中，意外發(fā)現(xiàn)了一種有效的二氧化碳固定新方法，為緩解溫室氣體排放提供了新的思路和手段。

這項研究由日本國立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所首席研究員兼日本筑波大學(xué)和中國南京大學(xué)教授周豪慎領(lǐng)導(dǎo)，論文當(dāng)天在美國細(xì)胞出版社新刊物《焦耳》雜志上發(fā)表。

隨著全球變暖受到全社會廣泛關(guān)注，如何轉(zhuǎn)化和固定作為頭號溫室氣體的二氧化碳，逐漸變成科研焦點。通常的固碳思路，是將二氧化碳催化還原成一氧化碳、甲烷、甲醇等氣態(tài)或者液態(tài)燃料，再加以利用。

據(jù)周豪慎介紹，常規(guī)固碳思路需要精巧復(fù)雜的催化劑推動化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性等情況存在挑戰(zhàn)。而他們通過鋰－二氧化碳電池的電化學(xué)反應(yīng)過程固定二氧化碳，無論是放電產(chǎn)生的固態(tài)碳單質(zhì)和碳酸鋰等產(chǎn)物，還是充電時殘留下來的碳單質(zhì)，都非常容易收集和利用。

周豪慎團(tuán)隊長期從事能量儲存與轉(zhuǎn)換方面的研究。他們發(fā)現(xiàn)，鋰－二氧化碳電池在放電過程中生成碳和碳酸鋰，當(dāng)充電時這兩種產(chǎn)物在釕催化劑的作用下均能被氧化，同時放出二氧化碳。但是，通過選用其他合適的催化劑，在電池充電過程中完全能選擇性地使碳酸鋰單獨被電化學(xué)氧化分解，而另一種放電產(chǎn)物碳留在電池內(nèi)。

“這是一個非常重要的發(fā)現(xiàn)：通過優(yōu)化催化劑成分，電池在進(jìn)行能量儲存與釋放的同時，使二氧化碳中的一部分碳元素能夠以穩(wěn)定的固態(tài)碳單質(zhì)的形式被固定下來，”周豪慎對新華社記者解釋說。

研究顯示，這種方法既提供了一種高效的固碳技術(shù)，又得到一種高比能供電系統(tǒng)，有望將來應(yīng)用于功能碳材料制備、室內(nèi)空氣質(zhì)量凈化、家庭電能儲存、工業(yè)廢氣處理等領(lǐng)域。

（原標(biāo)題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)固碳新方法）