碳捕获可以帮助该国的煤电厂减少温室气体排放，但经济挑战是该技术目前尚未广泛使用的部分原因。如果发电厂可以将捕获的碳转化为可用产品，这可能会改变。

能源部爱达荷实验室的科学家开发出一种有效的方法，将捕获的二氧化碳转化为合成气，合成气是H2和CO的混合物，可用于制造燃料和化学品。该团队已将其成果发表在皇家化学学会的出版物Green Chemistry上。

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用于再利用来自CO 2的碳的传统方法涉及需要高温和高压的还原步骤。在较低温度下，CO 2不会长时间溶解在水中以使其有用。在INL开发的方法解决了通过使用专门的液体材料使CO这一挑战2更可溶并允许碳捕获介质被直接引入到用于电化学转化为合成气的细胞。

“这是第一次证明了的合成气可以直接产生从捕获的CO 2 -消除下游分离的要求，”研究人员在绿色化学纸写道。

新描述的方法使用可切换的极性溶剂(SPS)，这种液体材料在暴露于化学试剂时可以改变极性。该性质使得可以控制哪些分子将溶解在溶剂中。

在电化学电池中，水氧化发生在阳极侧，释放O 2气体和氢离子，然后通过膜迁移到阴极侧。在那里，氢离子与碳酸氢盐(HCO3-，其中在SPS中捕获CO 2的形式)反应，允许释放CO 2用于电化学还原和合成气的形成。在释放CO 2后，SPS将极性切换回水不溶性形式，允许碳捕获介质的回收和再利用。

该实验的首席研究员Luis Diaz Aldana和其中一位研究人员Tedd Lister在INL进行电化学研究。在2015年，同时具有与同事埃里克杜费克亚伦威尔逊午餐，它们打在使用可转换极性溶剂把CO的想法2为合成气。

该团队于2017年获得了实验室指导研究和开发基金。尽管这个想法很有希望，但在最初的实验中，氢气和合成气产量太高。当团队引入支持电解质以增加离子电导率时，结果得到改善。添加硫酸钾使电解质电导率提高了47%，从而有效地生产了合成气。

当合成气可以以显着的电流密度从捕获的CO 2产生时，它增加了工业应用的过程机会。与需要高温和高压的其他工艺不同，基于SPS的工艺在25摄氏度和40 psi下显示出最佳结果。

Lister说，INL的团队已经提交了一项临时专利，并正在与一家参与电化学技术研究和开发的波士顿地区公司讨论该方法。

“它集成已经对平行的轨道的两个区域：碳捕获和封存(CCS)和CO 2的利用率，”迪亚兹阿尔达纳说。“与CCS的问题一直是其经济上的可行性。如果你可以得到一些额外的价值出的CO 2准备拍摄，这是一个不同的故事。

关键词： 研究人员 极性溶剂 皇家化学学会