近年來(lái)，高附加值化石燃料生產(chǎn)和溫室氣體資源化技術(shù)備受關(guān)注。眾所周知，化石燃料會(huì)向大氣中排放大量溫室氣體，隨著濃度的持續(xù)增大，直接導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)。根據(jù)2015年聯(lián)合國(guó)的新氣候變化協(xié)議，全球各國(guó)都在積極減少溫室氣體的排放，并致力于開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。

其中，二氧化碳的電化學(xué)轉(zhuǎn)化與光伏一類新再生能源技術(shù)進(jìn)行融合，如果將二氧化碳與水直接生產(chǎn)高附加值的化石燃料，不僅可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還有助于減少二氧化碳排放，有望成為應(yīng)對(duì)氣候變化的核心技術(shù)。

近期，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）清潔能源研究中心的閔炳權(quán)（音譯）、黃潤(rùn)政（音譯）博士研究團(tuán)隊(duì)在銅金屬箔片上采用簡(jiǎn)單的陽(yáng)極化方式，開(kāi)發(fā)出可將二氧化碳選擇性轉(zhuǎn)化為乙烯的高耐用性催化劑。

KIST研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的銅基催化劑具有納米結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)提高生成乙烯的選擇性和穩(wěn)定性，溫室氣體也有望形成新的資源。

乙烯可用于制造聚乙烯這類塑料，此外，也是各種化工產(chǎn)品必須的化學(xué)原料。由于應(yīng)用廣闊，全球的市場(chǎng)規(guī)模每年可達(dá)14700萬(wàn)噸（約1217億美元，2016年標(biāo)準(zhǔn)），是一種高附加值化工原料。

通過(guò)電化學(xué)方式將二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為乙烯，這項(xiàng)技術(shù)目前在全球處于初期階段，而相關(guān)高性能催化劑材料的開(kāi)發(fā)也具有重要的意義。將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的反應(yīng)通常采用銅催化劑，不過(guò)，截至目前，在乙烯生成物的選擇性方面還有相當(dāng)?shù)木窒蓿@歸咎于氫和甲烷等氣體副反應(yīng)物也會(huì)競(jìng)相生成，由此抑制了乙烯的生成，因而迫切需要開(kāi)發(fā)高效催化技術(shù)。

KIST研究團(tuán)隊(duì)將銅箔片采用簡(jiǎn)單的電化學(xué)方法進(jìn)行氧化，合成了納米線結(jié)構(gòu)的銅氫氧化物，并將其作為二氧化碳還原催化電極使用。這種催化電極與現(xiàn)有的銅金屬箔片相比，乙烯生成選擇度可提高2倍以上，副反應(yīng)產(chǎn)生的甲烷生成選擇度僅相當(dāng)于30分之一，呈現(xiàn)出一定抑制作用。而且現(xiàn)有銅基催化劑的催化穩(wěn)定性僅能維持1-2小時(shí)，但新催化劑的穩(wěn)定性則提高了20倍以上，有助于設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)高性能、高穩(wěn)定性的催化劑。

黃潤(rùn)政博士表示，該項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是采用廉價(jià)的銅基催化劑，使用輕便，僅需要較短時(shí)間的電化學(xué)處理，就可以制造催化劑電極；今后有助于實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化為技術(shù)的商用化。

另一方面，此次研究獲得了韓國(guó)科學(xué)技術(shù)情報(bào)通信部應(yīng)對(duì)氣候變化技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目及KIST機(jī)構(gòu)項(xiàng)目的大力支持，研究成果刊登于《Journal of the American?Chemical Society》（美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)期刊）。