利用铜将二氧化碳转化为甲烷可能会改变缓解气候变化的局面

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大气中的碳是气候变化的主要驱动因素。现在，麦吉尔大学的研究人员设计了一种新型催化剂，利用称为纳米团簇的微小铜片将二氧化碳 (CO 2 ) 转化为甲烷（一种更清洁的能源）。虽然从化石燃料中生产甲烷的传统方法会向大气中排放更多的二氧化碳，但新工艺——电催化却不会。
麦吉尔大学电催化实验室博士候选人马赫迪·萨利希 (Mahdi Salehi) 表示：“在阳光明媚的日子，你可以使用太阳能；在刮风的日子，你可以利用风力发电，但发电后就需要立即使用。但在我们的案例中，我们可以使用这种可再生但间歇性的电力将能量储存在甲烷等化学物质中。”
Salehi 表示，通过使用铜纳米团簇，大气中的二氧化碳可以转化为甲烷，一旦甲烷被利用，释放的任何二氧化碳都可以被捕获并“回收”回甲烷。这将创建一个封闭的“碳循环”，不会向大气中排放新的二氧化碳。这项研究最近发表在《应用催化 B：环境与能源》杂志上，由萨斯喀彻温大学 (USask) 的加拿大光源 (CLS) 提供支持。
“在我们的模拟中，我们使用了不同尺寸的铜催化剂，从只有 19 个原子的小催化剂到有 1000 个原子的大催化剂，”Salehi 说。“然后我们在实验室中对它们进行了测试，重点研究了簇的尺寸如何影响反应机制。”
图片来源：加拿大光源
“我们最重要的发现是，极小的铜纳米团簇能够非常有效地产生甲烷，”Salehi 继续说道。“这是一个重大发现，表明铜纳米团簇的尺寸和结构对反应结果起着至关重要的作用。”
该团队计划继续改进催化剂，使其更加高效，并研究其大规模工业应用。他们希望他们的发现能为生产清洁、可持续能源开辟新途径。