离子液体催化剂：废气转燃料新技术

在人工光合作用中，电化学电池利用从太阳能集热器或风力涡轮机产生的能量，将二氧化碳转化成为简单的碳燃料，如甲酸或甲醇，进而将其制成乙醇或其他燃料。不过，人工光合作用要想成为主流技术仍面临着困难：将二氧化碳转化成为一氧化碳的过程要耗费大量能量。整个过程需要大量的电力来驱动上述反应，以至于储存的能量少于消耗的能量。

以前的研究显示，当二氧化碳和水反应生成一氧化碳或者甲酸时，首先是要生成一种带负电的二氧化碳中间体，再由这种中间体转换为燃料。生成这种中间体需要很高的能量，这也是为什么二氧化碳的转化一直需要高电势的原因。

对此，科研小组表示，他们的离子液体催化剂能够降低过程中所需的能量，离子液体可使反应中间体稳定，从而使得转换过程需要更少的电力。为了降低所需的电能，科研小组创造了这个以离子溶剂为电解质和催化剂的电化学系统。在这个系统中，水在正极上分解并释放出氢离子，氢离子渗透并且与负极上的二氧化碳反应，产生一氧化碳。利用这个系统，二氧化碳只需要非常低的电能就可以转化为合成气体，为下一步有机化合物的合成提供很大便利。其中，合成气体的生产效率可以达到80%以上。

柯尼斯表示：“人工光合作用最重要的一点是不会与人争粮。与用生物质发电相比，这种方法的发电成本更低。此外，这项研究还能减少对化石燃料的依赖，同时降低二氧化碳排放量。”

接下来，为了能让这个离子液体催化剂可以达到商业化应用，科研小组需要最大限度地加快反应速度，并使转化率最大化。这一研究得到了美国能源部的大力支持。