构建更好的催化剂以关闭二氧化碳循环

避免气候变化最坏影响的最佳方法是减少全球的CO2排放量。滑铁卢大学化学工程系教授ZhongweiChen说，实现这一目标的一种方法是捕获CO2并将其转化为其他有用的化学物质，例如用作燃料的甲醇和甲烷。

从源头上停止排放，并通过用更清洁的燃料替代产生CO2的燃料来进一步减少未来的排放“……是关闭循环的一种方式，”Chen说。

为了将CO2转化为甲醇，您需要一种催化剂来启动电化学反应。传统上，这些催化剂要么由金或钯等贵金属制成，要么由铜或锡等贱金属制成。然而，它们价格昂贵且容易损坏，阻碍了大规模实施。

“现在我们不能满足工业要求，”陈说。“所以我们正在努力设计具有更好活性、选择性和耐用性的催化剂。”

Chen和他的团队专注于低成本金属和无金属催化剂。由碳制成的无金属催化剂更便宜、更耐用，但催化活性往往低于金属催化剂。因此，该团队调整了催化剂的化学成分和物理设计以优化其效率，将催化剂设计的材料科学与电极和反应器的工程相结合以提高整个系统的活性。

“我们想让它尽可能小，但又不能小到不能实际应用，”陈说。他们将纳米级的活性位点结合在微米级的颗粒中——就像微小海绵中的气泡——以制造一种在颗粒中具有大量活性位点的催化剂，这种催化剂易于制造且实用。

Chen说，萨斯喀彻温大学加拿大光源(CLS)强大的光束和专家技术团队在帮助设计高效催化剂方面发挥了重要作用。“CLS的先进设施对于帮助我们了解反应过程中发生的事情至关重要，因此我们可以继续设计和改进下一代催化剂。”