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The greenhouse gas carbon dioxide is of huge environmental concern but for one scientist from Harvard, it’s the perfect raw material.
在任何一天，从工厂，汽车和卡车的排放以及燃烧气体和煤炭的燃烧到发电，将超过200万磅的二氧化碳泵入大气中。Hoatian Wang和他的研究团队已经开发了一种可以使用可再生电力将这种二氧化碳变成一氧化碳（一种用于许多工业过程中使用的关键商品）的系统。
该过程类似于光合作用，电化学将二氧化碳转换为一氧化碳，使用比智能手机小一点的设备。
基本上，这是人造光合作用的一种形式。在植物中，阳光，co2水变成糖和氧气。在我们的系统中，输入是Sunlight，Co2and water, and we produce CO and oxygen.
HoatianWang, Fellow, The Rowland Institute at Harvard
该反应发生在一个看起来不起眼的装置中，其中包括两个由离子交换膜隔开的充满电解质填充的腔室。一侧，由可再生能源动力的电极将水分子氧化成氧气并释放游离质子。这些质子借助精心设计的金属单原子催化剂移动到另一个腔室，在该室与二氧化碳分子结合。结果创建了水和一氧化碳。
“挑战是，大多数已知的催化剂倾向于产生氢气，”Wang explains.“因此，当您分开水时，很难防止这些质子组合在一起形成氢气。我们需要的是一种可以防止氢进化的催化剂，而可以有效地将这些质子注入CO2，因此对CO具有很高的选择性2reduction."
这两个最著名的催化剂是黄金和白银，但这些贵金属价格昂贵，并且在大规模上不会具有成本效益。
因此，我们首先要查看诸如镍，铁和钴等低成本材料，这些材料都富含地球。亚博网站下载但是问题在于它们都是非常好的氢催化剂，因此他们想产生氢气。此外，它们都很容易被一氧化碳中毒。即使您设法使用它们来减少CO2，所得的CO键非常强烈地与表面键，从而阻止了任何进一步的反应发生。
Kun Jiang, Postdoctoral Fellow in Wang’s group and First Author of the team’s paper
王和他的团队转向了来自斯坦福大学的同事Yi Cui和JensNørskov，以帮助解决这个问题。他们需要“调整”金属的电子特性，因此，Nørskov小组中的参谋科学家Samira Siahrostami博士通过原子量表建模合理化了活动地点的性质。她发现将镍金属分散成孤立的单个原子（被困在石墨烯空缺中）产生了一种渴望与二氧化碳反应并愿意释放产生的一氧化碳的材料。
This carbon monoxide can then be used in a host of industrial processes, says Wang,"Carbon monoxide is a very important industry product. It can be used in plastics production, to make hydrocarbon products or can be burned as a fuel itself. It's widely used in industry."
The scientists hope that their system could one day be scaled up enough to scrub carbon dioxide from the atmosphere in an effort to combat global climate change.
The basic idea was if we can capture existing CO2并使用从太阳能或风力发电的可再生电力将其降低到有用的化学物质中，然后我们可以形成碳环。
HoatianWang
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