东京都立大学的研究人员在实现将捕获的碳制成的碳酸氢盐溶液工业转化为甲酸盐溶液（一种绿色燃料）方面取得了长足进步。该研究是发表在日记中EES催化。

他们的新型电化学电池在电极之间具有多孔膜层，克服了活性碳捕获（RCC）中遇到的主要问题，并实现了与高耗能气体供给方法相媲美的性能。像他们这样的工艺直接为废物流增加价值，是实现净零排放的关键。

碳捕获技术是全球减排和应对气候变化战略的重要组成部分。但重要的问题是我们如何处理捕获的二氧化碳仍然是一个开放的挑战。我们只是将其推入地下，还是还有更多的事情要做？科学家们当然这么认为。使用最先进的催化剂和化学过程，我们正在努力将捕获的产品转化为对社会更有用的东西。

一个特别诱人的应用是将二氧化碳转化为环保燃料。技术已开发用于使用电化学电池将二氧化碳还原成甲酸盐化合物，甲酸盐化合物本身可用于甲酸盐燃料电池发电。

然而，一个重要的障碍是对纯二氧化碳的需求：对二氧化碳加压可能是高度能源密集型的。气体的转化效率不高，电池的寿命也不会很长。进入反应性碳捕获，其中溶解在碱性溶液（如碳酸氢盐溶液）中的二氧化碳可以直接用于产生甲酸根离子，而不会产生与提供纯气体相关的损失。

研究人员面临的主要挑战是设计一种更好的电化学电池，它可以选择性地产生甲酸根离子碳酸氢根离子不会失去副反应，例如氢气的生产。

现在，由东京都立大学 Fumiaki Amano 教授领导的研究小组创建了一种新电池，对于将碳酸氢根离子转化为甲酸根离子具有出色的选择性。在新电池中，由催化材料制成的电极通过由纤维素酯制成的多孔膜与聚合物电解质膜分开。

一个电极产生的氢离子穿过电解质膜并到达多孔层，在多孔层中它们与碳酸氢根离子反应，在孔中有效地产生二氧化碳。然后气体在另一个电极处转化为甲酸根离子，该电极也与多孔膜接触。

当他们将电池投入使用时，他们发现即使在非常高的电流下，电池的法拉第效率（电子转化为甲酸盐而不是其他化合物的比例）仍为 85%。这不仅优于现有设计，而且该电池可以平稳运行 30 多个小时，并实现碳酸氢盐几乎完全转化为甲酸盐。一旦水被排出，剩下的就是固体、结晶甲酸盐燃料。

考虑到气候变化技术的需求，此类对电化学电池高效运行的改进有望产生巨大影响。该团队希望他们的新型碳酸氢盐电解槽能够成为社会努力实现绿色转型的可行选择。

更多信息：Kohta Nomoto 等人，通过碳酸氢盐转化形成高度选择性的甲酸盐，EES催化（2024）。DOI：10.1039/D4EY00122B