科学家们通过使用涂有氧化锌的纳米铜立方体，提高了将二氧化碳还原为乙醇的效率和稳定性。这种创新方法为利用二氧化碳生产乙醇提供了一种可持续的、具有成本效益的途径。
一项新的研究表明，科学家们已经成功地利用铜和氧化锌的组合来提高催化还原二氧化碳为乙醇的能力。传统上，这一过程只能依靠铜基催化剂在固定反应条件下进行，而这种条件并不能保证最佳的乙醇选择性。脉冲CO2RR通过改变这些条件提供了一种很有前景的替代方法，但催化剂的稳定性可能会受到更苛刻的反应环境的影响，从而对其性能产生负面影响。
这项新研究强调了使用脉冲电化学二氧化碳还原（CO2RR）技术的好处。此外，研究小组还发现，通过在氧化铜纳米立方体上添加氧化锌外壳，可以提高乙醇的产量，同时最大限度地减少氢气等不需要的副产品。
利用二氧化碳生产乙醇。资料来源：FHI
特别是在乙醇生产中，可以获得与纯铜催化剂相似甚至更好的结果，但对反应条件的要求大大降低。过去，在脉冲二氧化碳还原过程中，催化剂的氧化过程会导致铜原子在液体介质（电解质）中氧化溶解而流失，从而降低了催化剂的有效性。
相反，本研究揭示出，通过在纳米铜立方体上沉积氧化锌涂层，可以设计出更耐用的电催化剂。使用这种新型催化剂时，主要氧化的是锌成分，而不是铜，从而保持了催化剂的完整性和效率。
因此，在为生成酒精产品而优化的动态反应条件下，这种创新方法提高了催化剂本身的使用寿命。优化催化材料所需的有关催化材料结构和组成的详细信息是通过操作拉曼光谱获得的，这种方法在检测吸附的反应中间产物方面具有极高的灵敏度。
这一发现不仅支持了金属氧化态在反应中起关键作用以及活性反应物是在催化过程中产生的这一假设，而且还展示了一种提高二氧化碳还原为乙醇的选择性和效率的潜在方法。这标志着在寻求可持续能源解决方案方面的认识向前迈出了重要一步，为利用二氧化碳生产乙醇和其他燃料提供了一条绿色、经济高效的途径。
纳米铜锌立方体可提高二氧化碳转化为乙醇的效率和耐久性。这种方法为乙醇生产提供了一种可持续的解决方案，同时还能保持催化剂的性能。
编译自/ScitechDaily