東京都立大學的研究人員在實現將捕獲的碳製成的碳酸氫鹽溶液工業轉化為甲酸鹽溶液（一種綠色燃料）方面取得了長足進展。該研究是發表在日記中EES催化。

他們的新型電化學電池在電極之間具有多孔膜層，克服了活性碳捕獲（RCC）中遇到的主要問題，並實現了與高耗能氣體供應方法相媲美的性能。像他們這樣的製程直接為廢物流增加價值，是實現淨零排放的關鍵。

碳捕獲技術是全球減排和應對氣候變遷策略的重要組成部分。但重要的問題是我們如何處理捕獲的二氧化碳仍然是一個開放的挑戰。我們只是將其推入地下，還是還有更多的事情要做？科學家當然這麼認為。使用最先進的催化劑和化學過程，我們正在努力將捕獲的產品轉化為對社會更有用的東西。

一個特別誘人的應用是將二氧化碳轉化為環保燃料。技術已開發用於使用電化學電池將二氧化碳還原成甲酸鹽化合物，甲酸鹽化合物本身可用於甲酸鹽燃料電池產生電力。

然而，一個重要的障礙是對純二氧化碳的需求：對二氧化碳加壓可能是高度能源密集的。氣體的轉化效率不高，電池的壽命也不會很長。進入反應性碳捕獲，其中溶解在鹼性溶液（如碳酸氫鹽溶液）中的二氧化碳可以直接用於產生甲酸根離子，而不會產生與提供純氣體相關的損失。

研究人員面臨的主要挑戰是設計一種更好的電化學電池，它可以選擇性地產生甲酸根離子碳酸氫根離子不會失去副反應，例如氫氣的生產。

現在，由東京都立大學 Fumiaki Amano 教授領導的研究小組創建了一種新電池，對於將碳酸氫根離子轉化為甲酸根離子具有出色的選擇性。在新電池中，由催化材料製成的電極透過由纖維素酯製成的多孔膜與聚合物電解質膜分開。

一個電極產生的氫離子穿過電解質膜並到達多孔層，在多孔層中它們與碳酸氫根離子反應，在孔中有效地產生二氧化碳。然後氣體在另一個電極處轉化為甲酸根離子，該電極也與多孔膜接觸。

當他們將電池投入使用時，他們發現即使在非常高的電流下，電池的法拉第效率（電子轉化為甲酸鹽而不是其他化合物的比例）仍為 85%。這不僅優於現有設計，而且電池可以平穩運行 30 多個小時，並實現碳酸氫鹽幾乎完全轉化為甲酸鹽。一旦水被排出，剩下的就是固體、結晶甲酸鹽燃料。

考慮到氣候變遷技術的需求，此類對電化學電池高效運作的改進有望產生巨大影響。團隊希望他們的新型碳酸氫鹽電解槽能成為社會努力實現綠色轉型的可行選擇。

更多資訊：Kohta Nomoto 等人，透過碳酸氫鹽轉化形成高度選擇性的甲酸鹽，EES催化（2024）。DOI：10.1039/D4EY00122B