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二氧化碳能制衣服？還能制香水？做樂高玩具？……華中科技大學(xué)光電信息學(xué)院龐元杰教授團(tuán)隊(duì)以二氧化碳為原料高效制備醋酸，
并能夠連續(xù)820小時保持乙酸生成率80%以上，在選擇性、能量轉(zhuǎn)化效率、穩(wěn)定性上打破了現(xiàn)有世界紀(jì)錄。研究成果于5月3日在《自然》發(fā)表。醋酸，又名乙酸，是一種重要的有機(jī)化工原料，制造化纖衣物、香水香氛、塑料加工品等都需要大量使用醋酸。傳統(tǒng)方法生產(chǎn)醋酸通常是采用化學(xué)合成或淀粉發(fā)酵法，每生產(chǎn)1千克醋酸會排放約1.6千克二氧化碳。而我國作為全世界第一大醋酸生產(chǎn)國，醋酸年產(chǎn)量超過800萬噸，給生態(tài)環(huán)境帶來不小壓力。龐元杰團(tuán)隊(duì)一直致力于“零碳”制造，不僅讓生產(chǎn)醋酸的過程中不產(chǎn)生二氧化碳，還能夠消耗二氧化碳制備醋酸。為此，龐元杰教授團(tuán)隊(duì)以醋酸為目標(biāo)產(chǎn)物，聯(lián)合多倫多大學(xué)E. H. Sargent小組、武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)小組，通過電催化二氧化碳還原技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了醋酸的“零碳”制造。
電解水可獲得氧氣和氫氣，電解二氧化碳卻可以獲得20余種產(chǎn)物?！盀榱朔€(wěn)定醋酸的生成率，我們要解決的首要問題就是反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)與搭建，其次是催化劑的選擇?！饼嬙鼙硎?，利用高壓裝置和催化劑上的創(chuàng)新，團(tuán)隊(duì)以電催化二氧化碳還原技術(shù)為基礎(chǔ)，采用“兩步法”二氧化碳還原途徑，穩(wěn)定住醋酸反應(yīng)路徑的關(guān)鍵中間基團(tuán)，最終高產(chǎn)率合成了醋酸。研究成果“限制二碳吸附基團(tuán)構(gòu)象完成一氧化碳向乙酸鹽電還原”顯示，該實(shí)驗(yàn)使用二氧化碳和水為原料，生成乙酸這一種主要產(chǎn)物。同時，利用電催化二氧化碳還原技術(shù)，烴類、醇類等重要化學(xué)品也有望實(shí)現(xiàn)“零碳”制造，讓二氧化碳在醫(yī)藥、燃料、化工原料的生產(chǎn)過程中得到更廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)可以將太陽能發(fā)電板發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換為便于儲存的燃料化學(xué)能，再將燃料化學(xué)能有序釋放，實(shí)時滿足生活和生產(chǎn)的各種用能需求。選用合適的催化劑，還可以進(jìn)行乙醇（酒精）的生產(chǎn)，從而擺脫對以農(nóng)作物為原料生產(chǎn)乙醇的依賴，減少對土地和糧食的資源消耗，使乙醇能更大范圍地應(yīng)用于清潔能源。
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