转化率高达90%！新型催化剂可将CO2光解为甲酸等液体燃料

据财联社6月17日在上海报道，将二氧化碳光解为甲酸等可运输燃料将是应对大气中二氧化碳含量增加的好方法。为了协助这项任务，东京工业大学的一个研究小组选择了一种容易获得的铁基矿物，并将其装载到氧化铝载体上，以开发一种催化剂，该催化剂可以有效地将二氧化碳转化为HCOOH，转化率约为90%。对许多人来说，电动汽车是一个有吸引力的选择，一个关键原因是它们没有碳排放。然而，许多电动汽车的一个主要缺点是续航里程短，充电时间长。这就是像汽油这样的液体燃料具有巨大优势的地方。它们具有高能量密度、远距离和快速的燃料补给。改用不同于汽油或柴油的液体燃料可以减少碳排放，同时保留液体燃料的优势。例如，在燃料电池中，甲酸可以在化学反应后释放水和二氧化碳，同时为发动机提供动力。同时，如果甲酸是通过将大气中的二氧化碳还原为HCOOH而产生的，那么就可以实现净零排放，并且唯一的产品是水。大气中二氧化碳含量的增加及其对全球变暖的影响已成为一个常见的新闻话题。当研究人员尝试不同的方法来解决这个问题时，一个有效的解决方案出现了——将大气中多余的二氧化碳转化为富含能量的化学物质。通过在阳光下光还原二氧化碳来生产甲酸等燃料最近引起了广泛关注，因为这一过程可以实现两个好处：它可以减少过量的二氧化碳排放，也有助于缓解我们目前面临的能源短缺。甲酸作为一种具有高能量密度的优秀氢载体，可以通过燃烧提供能量，同时只释放水作为副产品。为了将这一有利可图的解决方案变为现实，科学家们开发了一种光催化系统，可以在阳光的帮助下转化二氧化碳。该系统由吸光基质和催化剂组成，催化剂可以实现将二氧化碳还原为HCOOH所需的多电子转移。由此，开始寻找合适且有效的催化剂。

固体催化剂由于其效率和潜在的可回收性而被认为是这项任务的最佳候选者。多年来，已经探索了许多钴、锰、镍和铁基金属有机框架的催化能力，这些框架与其他金属相比具有一些优势。然而，目前报道的大多数铁基催化剂的主要产物是一氧化碳，而不是HCOOH。现在，东京工业大学的研究小组已经成功地解决了这个问题。该团队提出了一种由氧化铝负载的铁基催化剂，该催化剂使用α-FeOOH新型α-FeOOH/氧化铝催化剂表现出从二氧化碳到HCOOH的优异转化性能，同时也表现出优异的可回收性。

研究人员表示， “我们想探索使用更丰富的元素作为二氧化碳光还原系统的催化剂。我们需要一种活性、可回收、无、廉价的固体催化剂，这就是为什么我们选择针铁矿等土壤矿物进行实验。具体来说，该团队使用了一种简单的浸渍方法来合成催化剂。然后，在室温下，在钌的存在下在光敏剂、电子供体和波长超过400nm的可见光中，他们使用负载铁的Al2O3材料进行二氧化碳的光催化还原。

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