我国科学家将二氧化碳变身纯甲酸液体燃料

在未来，二氧化碳可能会成为一块“甜蛋糕”。原来是生产的重要原料，不仅可以把淀粉制成酒精，还可以制成甲酸等燃料。

今年9月24日，一位中国科学家首次实现二氧化碳从头合成淀粉，轰动全球。中科院天津工业生物技术研究所马延河团队首次实现了二氧化碳全合成淀粉分子，生产效率比种植玉米生产淀粉高出数百倍。这个消息几乎让全世界为之疯狂，被视为今年科技领域的重大颠覆性突破。用《中国青年报》的话说，这是让人类靠“喝西北风”生活成为可能。

由此，人们知道二氧化碳不是无用的废气，它还可以是一种生产原料。据《中国青年报》等媒体12月14日报道，中国科学技术大学曾杰教授与电子科技大学夏川教授、中科院大连化学物理研究所肖建平研究员合作，通过科技手段将二氧化碳转化为高纯度液体燃料甲酸。相关论文发表在12月14日的国际顶级学术期刊上。

众所周知，二氧化碳是煤、木材、石油产品等可燃物质燃烧排出的一种废气，或者说是燃料本身燃烧后的废气。既然变成废气了，怎么又变成燃料了？要不要逆化学反应来降低？

其实没那么复杂。曾杰、夏川、肖建平教授联合团队开发了基于固体电解质的新型电解反应器，以及低成本、高活性的铜基单原子催化剂，实现了二氧化碳到甲酸的一次转化。这种新型电解装置与研制的催化剂一起，可以将二氧化碳和水为原料的分子原子重新排列组合，形成甲酸组分，从而不经分离直接连续制备甲酸液体燃料。

蚁酸又称甲酸，存在于蚂蚁等昆虫的分泌物中。其化学式为HCOOH，分子量为46.03。它是最简单的羧酸。该液体无色，但有刺激性气味。它是高度酸性的，遇火会燃烧或爆炸。它是一种用途广泛的有机化工原料，也可用作消毒剂和防腐剂。

利用这项技术，三位教授的研究团队已经在实验室中实现了浓度为每升0.1摩尔的纯甲酸水溶液。这种制备方法有望大大降低二氧化碳电解过程中的产物分离成本。

然而，在这个制备过程中，需要不断地利用电能。中国是世界上最大的发电国，太阳能、风能、水能的阶段性高峰期都可以用来做准备。而且制得的甲酸燃料纯度极高，不需要像其他甲酸生产方法那样进一步分离。该领域专家认为，该研究将对驱动二氧化碳转化产品的产业化进程和全球碳减排目标具有重要意义。

事实上，二氧化碳不仅可以制造淀粉和甲酸，还可以制造酒精、乙烯、碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火材料等。毫不夸张地说，二氧化碳这种废气也是生产的原料。

参考资料：

《自然纳米技术》 12月14日文章《中国青年报》