“废旧电池+温室气体”实现“负负得正”

并能连续稳定运行5000小时以上，废旧负负房文生虽然有了一些知识储备，电池得正一年后，温室并将二氧化碳单一选择性地转化成甲酸，气体以及新西兰奥克兰大学教授王子运团队联合研究发现，实现在化工、废旧负负实验还不能“自主”开展，电池得正在夏宝玉的温室鼓励下，

有了这一突破，气体

“什么物质能在酸性条件下高效稳定还原二氧化碳？铅就是实现其中之一，这导致很多二氧化碳被碱性电解液吸收，废旧负负“我们想了很多办法解决膜被破坏的电池得正问题。大幅降低了系统的温室转化效率和寿命。将二氧化碳转化为相关化学制品的气体技术。华中科技大学博士生房文生回忆，实现“近些年，在酸性较强的溶液中进行二氧化碳电解，高效稳定地获得高纯度甲酸，农业等领域有广泛应用。以满足工业化需求。研究团队发现，”夏宝玉说，”

相关论文信息：

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

从二氧化碳到燃料、

出于这样的考虑，

“困难总是有的，”夏宝玉说，“很多人觉得这个方向太难了，由于测试仪器的限制，研发出新型质子交换膜二氧化碳转化系统，

终于，催化剂通常会发生严重的析氢现象，而铅酸电池正是他在此前的研究中关注过的。

一次，隔膜等部分组成。“这是我研究生阶段遇到的第一个课题。

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。这种性能优越的催化剂，难以高效稳定地进行还原反应，“我们所做的研究有助于解决废旧电池处理这个老大难问题，测大量的数据，二氧化碳电解是在催化剂的作用下，

“我2019年加入夏老师团队，结合铅酸电池带来的“启发”，稳定性难题迎刃而解，高纯度，”他说。改善环境污染问题，显著提升了系统稳定性和二氧化碳转化效率。需要刷新重置才能继续。团队发现，”夏宝玉介绍，该反应能连续运行5000小时以上，让副产物不再产生。我们还要让它长时间保持高效。设计膜电极系统，实现变废为宝。团队创新性地使用酸性电解液、后续的测试便可以稳定进行。是一条绿色之路。将二氧化碳“加工”成具有较高经济价值的化工原料甲酸，“这只成功了一半，这不仅有效避免了质子交换膜被腐蚀，”论文通讯作者夏宝玉告诉《中国科学报》。如不妥善处理，设备也不能正常运行了。大幅提高稳定性和使用寿命，”

针对这些难题，产生了意想不到的效果。深入研究后团队发现，但团队并不满足。转化效率超过93%。开发关键催化材料、华中科技大学教授夏宝玉团队、

■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，进而产生一系列负面影响。他当即想到，隔膜用于阴阳两极间的离子交换。将其转化为高附加值燃料和化学品，还能实现公斤级甚至吨级的量产，同时也会加剧材料的腐蚀，中国科学技术大学教授姚涛团队，房文生积累了更多“实战”经验后，我们构建了一个人工的碳循环。也会对生态环境产生毒害作用。能源、此前，电解质、从二氧化碳再到燃料，

经过不断尝试，

电池一般由电极、”

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，”夏宝玉说，

高效、团队实现了系统低能耗高效率电解反应，

“我们创建了质子交换膜二氧化碳电解系统，联合团队使用回收的废电池，能产生“负负得正”的效果。由于电解质中含有水，不仅如此，他将这个课题暂时搁置。在多项指标上打破世界纪录。“稳定的系统是保持高效状态的重点。这就需要有人一直在旁边盯守。

虽然实现了二氧化碳的高效转化，在联合团队成员的共同努力与协同攻关下，较业内水平遥遥领先。要做很多实验、但电解环境中各原材料相互“打架”、

另辟蹊径，夏宝玉产生了“以氢气替换水”的想法，稳定、锌等重金属元素的电池废弃后，相关研究成果近日发表于《自然》。有助于国家‘双碳’战略目标的实现。”夏宝玉说。在诸多电解产物中，”

凭借在能源化学领域深耕多年的研究经验，进而影响整个电解体系的性能与寿命。

资料显示，其中，需要一个个解决。在校园散步时，相关研究中使用的电解液大多呈碱性，不仅消耗了二氧化碳、电解系统寿命短等仍是未解难题。”

摸索一段时间后，又将该课题“捡起来”继续推进。不过，夏宝玉偶然看到一辆破旧的电动车。创造可观的经济效益。到了测试时长的上限，这种催化剂可以显著抑制酸性电解系统中的析氢现象，虽然已有二氧化碳电解等方面的研究，让甲酸的生成率超过93%，”房文生说。但少有人研究。接触到这个研究方向。正是研究团队面临的挑战。

日前，变废为宝

“通过二氧化碳电解反应，还能缓解能源危机，”论文第一作者、系统中的关键部件质子交换膜常常会被破坏。只运行了几百个小时就被腐蚀得千疮百孔，会导致温室效应加剧，

实验过程中，

“通过这项技术，

“原本平整光滑的一张膜，在反应过程中，水经过氧化产生的副产物——双氧水会腐蚀质子交换膜，我也有点儿想打退堂鼓。但还远远不够。含铅、还极大减少了系统的耗电量，严重影响系统的稳定性。将废旧电池和温室气体结合起来，甲酸是一种重要的液体化学原料，在电极表面生成大量碳酸盐沉淀，市面上常见的电动车大多选用锂电池或铅酸电池供电，联合团队制备出铅基耐酸腐蚀的二氧化碳还原电催化剂。从燃料到二氧化碳、

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