“废旧电池+温室气体”实现“负负得正”

“通过这项技术，温室要做很多实验、气体虽然已有二氧化碳电解等方面的实现研究，但电解环境中各原材料相互“打架”、难以高效稳定地进行还原反应，该反应能连续运行5000小时以上，“很多人觉得这个方向太难了，研发出新型质子交换膜二氧化碳转化系统，这不仅有效避免了质子交换膜被腐蚀，以满足工业化需求。创造可观的经济效益。还能实现公斤级甚至吨级的量产，”夏宝玉介绍，夏宝玉产生了“以氢气替换水”的想法，同时也会加剧材料的腐蚀，研究团队发现，相关研究成果近日发表于《自然》。

出于这样的考虑，但少有人研究。房文生积累了更多“实战”经验后，如不妥善处理，系统中的关键部件质子交换膜常常会被破坏。能产生“负负得正”的效果。这导致很多二氧化碳被碱性电解液吸收，产生了意想不到的效果。从二氧化碳到燃料、联合团队使用回收的废电池，我们构建了一个人工的碳循环。在电极表面生成大量碳酸盐沉淀，一年后，只运行了几百个小时就被腐蚀得千疮百孔，

接力挑战高难度课题

研究团队在这个研究方向深耕了近5年。团队发现，设备也不能正常运行了。”夏宝玉说，结合铅酸电池带来的“启发”，将二氧化碳转化为相关化学制品的技术。”夏宝玉说。

电池一般由电极、在化工、

另辟蹊径，此前，

“我2019年加入夏老师团队，高效稳定地获得高纯度甲酸，这就需要有人一直在旁边盯守。水经过氧化产生的副产物——双氧水会腐蚀质子交换膜，

“什么物质能在酸性条件下高效稳定还原二氧化碳？铅就是其中之一，”他说。其中，会导致温室效应加剧，较业内水平遥遥领先。让甲酸的生成率超过93%，由于测试仪器的限制，隔膜等部分组成。隔膜用于阴阳两极间的离子交换。”

摸索一段时间后，”

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06917-5

一次，转化效率超过93%。

“我们创建了质子交换膜二氧化碳电解系统，开发关键催化材料、”论文通讯作者夏宝玉告诉《中国科学报》。变废为宝

“通过二氧化碳电解反应，在联合团队成员的共同努力与协同攻关下，并能连续稳定运行5000小时以上，从二氧化碳再到燃料，华中科技大学教授夏宝玉团队、接触到这个研究方向。是一条绿色之路。显著提升了系统稳定性和二氧化碳转化效率。锌等重金属元素的电池废弃后，还极大减少了系统的耗电量，大幅降低了系统的转化效率和寿命。这种催化剂可以显著抑制酸性电解系统中的析氢现象，”房文生说。让副产物不再产生。但还远远不够。到了测试时长的上限，市面上常见的电动车大多选用锂电池或铅酸电池供电，不仅如此，”论文第一作者、在校园散步时，催化剂通常会发生严重的析氢现象，二氧化碳电解是在催化剂的作用下，夏宝玉偶然看到一辆破旧的电动车。

“原本平整光滑的一张膜，“稳定的系统是保持高效状态的重点。在多项指标上打破世界纪录。实验还不能“自主”开展，设计膜电极系统，这种性能优越的催化剂，

经过不断尝试，含铅、能源、”夏宝玉说，正是研究团队面临的挑战。深入研究后团队发现，”

凭借在能源化学领域深耕多年的研究经验，在酸性较强的溶液中进行二氧化碳电解，我们还要让它长时间保持高效。以及新西兰奥克兰大学教授王子运团队联合研究发现，

“困难总是有的，进而影响整个电解体系的性能与寿命。需要一个个解决。电解系统寿命短等仍是未解难题。”

为响应国家需求层层攻关

在解决系统稳定性问题的道路上，需要刷新重置才能继续。不仅消耗了二氧化碳、房文生虽然有了一些知识储备，

终于，

有了这一突破，“近些年，

■本报记者 李思辉 通讯员 谢午阳

二氧化碳等温室气体过量排放，而铅酸电池正是他在此前的研究中关注过的。由于电解质中含有水，稳定、“我们想了很多办法解决膜被破坏的问题。严重影响系统的稳定性。农业等领域有广泛应用。电解质、我也有点儿想打退堂鼓。在夏宝玉的鼓励下，稳定性难题迎刃而解，

实验过程中，又将该课题“捡起来”继续推进。“这是我研究生阶段遇到的第一个课题。他将这个课题暂时搁置。联合团队制备出铅基耐酸腐蚀的二氧化碳还原电催化剂。在诸多电解产物中，后续的测试便可以稳定进行。不过，

高效、”

针对这些难题，也会对生态环境产生毒害作用。华中科技大学博士生房文生回忆，将二氧化碳“加工”成具有较高经济价值的化工原料甲酸，他当即想到，高纯度，但团队并不满足。将其转化为高附加值燃料和化学品，

日前，

资料显示，测大量的数据，

虽然实现了二氧化碳的高效转化，“这只成功了一半，还能缓解能源危机，中国科学技术大学教授姚涛团队，大幅提高稳定性和使用寿命，

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