化学家们开发出了一种捕获二氧化碳并将其转化为甲烷的创新方法，这为未来利用可再生能源发电将气体排放转化为替代燃料提供了可能。二氧化碳（CO2 ）是一种温室气体，是地球气候变暖的主要原因，由发电厂、工厂和各种交通工具产生。
典型的碳捕集系统旨在减少二氧化碳在大气中的存在，通过将二氧化碳2从其他气体中分离出来，并将其转化为有用的产品，从而降低二氧化碳的排放量。 然而，由于这些系统的运行需要大量能源，因此很难在工业规模上实施这一过程。
该研究的第一作者、俄亥俄州立大学化学与生物化学博士后研究员托马兹-内维斯-加西亚（Tomaz Neves-Garcia）说，现在，研究人员利用一种特殊的镍基催化剂，找到了一种将捕获的二氧化碳直接转化为甲烷的方法，从而节省了大量宝贵的能源。
通过在通电表面铺设镍原子，研究小组能够将捕获的二氧化碳形式--氨基甲酸酯直接转化为甲烷。 他们发现，镍原子是一种廉价且广泛使用的催化剂，在进行这种转化时非常有效。
内韦斯-加西亚说："我们从一种低能量的分子，生产出一种高能量的燃料。这一切之所以如此有趣，是因为其他公司都是分步进行二氧化碳的捕获、回收和转化，而我们是同时进行这些步骤，从而节省了能源。"
最重要的是，简化碳捕集过程有助于重新构建科学家对碳循环的认识，也是为更快、更高效的气候减缓技术制定更复杂战略的重要一步。
内韦斯-加西亚说："我们需要把重点放在花费尽可能少的能源进行碳捕集与转化上。因此，我们可以将所有捕获和转化步骤合并为一个步骤，绕过浪费能源的过程，而不是单独进行。"
该论文最近发表在《美国化学学会杂志》上。
尽管许多碳捕集方法仍处于早期阶段，各领域的研究人员都在努力改进这些方法，但这一领域前景广阔。
利用可再生电力将二氧化碳2 转化为燃料，有可能关闭碳循环。 例如，燃烧甲烷产生能源时会排放二氧化碳，如果将其捕获并转化回甲烷，就可以实现能源生产的持续循环，而不会增加地球变暖的负担。
这项研究还表明，研究人员首次发现他们可以利用电化学实现氨基甲酸酯向甲烷的转化。 虽然人们已多次尝试将捕获的一氧化碳转化为有用的产品，但到目前为止，大多数研究人员只展示了生产一氧化碳的能力。
他说："甲烷可能是一种非常有趣的产品，但最重要的是，这为开发更多将捕获的一氧化碳2 转化为其他产品的工艺开辟了道路。一切总是要回到能源上来，人们对这一领域的未来投入了大量的热情和努力，以节省更多的能源。"
展望未来，该团队希望继续探索其他化学清洁能源替代品，以帮助启发创造各种可持续的碳捕集路线。
编译自/ScitechDaily