Международная группа исследователей разработала новую методику, которая позволяет эффективно превращать углекислый газ (CO₂) в ценные химические продукты, такие как этилен, даже в кислых средах. Об этом сообщается в публикации, опубликованной в журнале Nature Energy.
Углекислый газ — один из основных факторов ухудшения качества воздуха и изменения климата. Для борьбы с его избыточными концентрациями в атмосфере ученые уже давно исследуют разные способы утилизации этого газа, в том числе через его электрохимическое восстановление до органических соединений, которые могут использоваться в промышленности.
Традиционные подходы к электрохимическому восстановлению CO₂ обычно требуют щелочных или нейтральных условий. В таких средах CO₂ легко реагирует с компонентами раствора, образуя карбонаты и бикарбонаты, что снижает эффективность процесса и усложняет его практическое применение. Новая стратегия позволяет обойти эти ограничения, применяя добавки ионизированного йодида (I⁻) в кислотные электролиты.
В исследовании показано, что ионы йодида сильно связываются с поверхностью наночастиц меди, используемых в качестве катализатора, что улучшает электрохимическое восстановление CO₂ до этилена и других химических соединений, важных для производства полимерных материалов. Это открывает возможность разработки установок утилизации CO₂, которые лучше работают при низких pH и не страдают от образования побочных продуктов.
Как отметил один из авторов исследования, такие технологии электрокатализа, совмещенные с возобновляемыми источниками энергии, являются перспективными решениями для утилизации парниковых газов и производства полезных химикатов.