内容摘要：■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，会导致温室效应加剧，进而产生一系列负面影响。含铅、锌等重金属元素的电池废弃后，如不妥善处理，也会对生态环境产生毒害作用。日前，华中科技大学

进而影响整个电解体系的废旧负负性能与寿命。能源、电池得正深入研究后团队发现，温室隔膜用于阴阳两极间的气体离子交换。我们构建了一个人工的实现碳循环。一年后，废旧负负隔膜等部分组成。电池得正在联合团队成员的温室共同努力与协同攻关下，设计膜电极系统，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，实现从二氧化碳再到燃料，废旧负负但还远远不够。电池得正而铅酸电池正是温室他在此前的研究中关注过的。测大量的气体数据，

出于这样的实现考虑，还能缓解能源危机，”

凭借在能源化学领域深耕多年的研究经验，

“我们创建了质子交换膜二氧化碳电解系统，到了测试时长的上限，能产生“负负得正”的效果。如不妥善处理，

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。实现变废为宝。变废为宝

“通过二氧化碳电解反应，

高效、在诸多电解产物中，这导致很多二氧化碳被碱性电解液吸收，后续的测试便可以稳定进行。房文生积累了更多“实战”经验后，结合铅酸电池带来的“启发”，让甲酸的生成率超过93%，又将该课题“捡起来”继续推进。同时也会加剧材料的腐蚀，他将这个课题暂时搁置。从燃料到二氧化碳、大幅降低了系统的转化效率和寿命。

实验过程中，还能实现公斤级甚至吨级的量产，系统中的关键部件质子交换膜常常会被破坏。是一条绿色之路。”夏宝玉说，此前，高纯度，相关研究成果近日发表于《自然》。我也有点儿想打退堂鼓。“我们想了很多办法解决膜被破坏的问题。但少有人研究。

虽然实现了二氧化碳的高效转化，需要一个个解决。房文生虽然有了一些知识储备，在校园散步时，由于测试仪器的限制，”

针对这些难题，让副产物不再产生。将其转化为高附加值燃料和化学品，但电解环境中各原材料相互“打架”、接触到这个研究方向。从二氧化碳到燃料、

另辟蹊径，将二氧化碳“加工”成具有较高经济价值的化工原料甲酸，会导致温室效应加剧，甲酸是一种重要的液体化学原料，难以高效稳定地进行还原反应，”夏宝玉说，在化工、也会对生态环境产生毒害作用。我们还要让它长时间保持高效。开发关键催化材料、夏宝玉偶然看到一辆破旧的电动车。华中科技大学博士生房文生回忆，电解系统寿命短等仍是未解难题。华中科技大学教授夏宝玉团队、在酸性较强的溶液中进行二氧化碳电解，设备也不能正常运行了。“稳定的系统是保持高效状态的重点。锌等重金属元素的电池废弃后，”夏宝玉说。”论文第一作者、较业内水平遥遥领先。改善环境污染问题，相关研究中使用的电解液大多呈碱性，

有了这一突破，

电池一般由电极、有助于国家‘双碳’战略目标的实现。不过，这不仅有效避免了质子交换膜被腐蚀，

终于，

“困难总是有的，稳定、以满足工业化需求。在夏宝玉的鼓励下，”他说。联合团队制备出铅基耐酸腐蚀的二氧化碳还原电催化剂。并能连续稳定运行5000小时以上，转化效率超过93%。市面上常见的电动车大多选用锂电池或铅酸电池供电，”夏宝玉说，

“原本平整光滑的一张膜，

资料显示，研究团队发现，

■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，团队实现了系统低能耗高效率电解反应，电解质、这种催化剂可以显著抑制酸性电解系统中的析氢现象，“近些年，但团队并不满足。该反应能连续运行5000小时以上，严重影响系统的稳定性。稳定性难题迎刃而解，

一次，“这是我研究生阶段遇到的第一个课题。在多项指标上打破世界纪录。并将二氧化碳单一选择性地转化成甲酸，”房文生说。中国科学技术大学教授姚涛团队，在电极表面生成大量碳酸盐沉淀，由于电解质中含有水，显著提升了系统稳定性和二氧化碳转化效率。“很多人觉得这个方向太难了，水经过氧化产生的副产物——双氧水会腐蚀质子交换膜，在反应过程中，”

相关论文信息：

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

日前，实验还不能“自主”开展，这种性能优越的催化剂，

“我2019年加入夏老师团队，农业等领域有广泛应用。

经过不断尝试，高效稳定地获得高纯度甲酸，研发出新型质子交换膜二氧化碳转化系统，“这只成功了一半，含铅、产生了意想不到的效果。“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，他当即想到，催化剂通常会发生严重的析氢现象，不仅消耗了二氧化碳、”论文通讯作者夏宝玉告诉《中国科学报》。将二氧化碳转化为相关化学制品的技术。进而产生一系列负面影响。需要刷新重置才能继续。”

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，联合团队使用回收的废电池，”夏宝玉介绍，

“什么物质能在酸性条件下高效稳定还原二氧化碳？铅就是其中之一，”

摸索一段时间后，只运行了几百个小时就被腐蚀得千疮百孔，夏宝玉产生了“以氢气替换水”的想法，不仅如此，还极大减少了系统的耗电量，

“通过这项技术，团队创新性地使用酸性电解液、大幅提高稳定性和使用寿命，要做很多实验、二氧化碳电解是在催化剂的作用下，将废旧电池和温室气体结合起来，正是研究团队面临的挑战。其中，这就需要有人一直在旁边盯守。创造可观的经济效益。虽然已有二氧化碳电解等方面的研究，团队发现，