被遗忘的研究导致镍催化剂转化CO₂变成更长的碳氢化合物

一种意想不到的简单催化剂可能有助于从二氧化碳中提炼碳氢化合物，而不是精炼石油。这种镍基系统是由来自新加坡国立大学、苏黎世联邦理工学院和西班牙塔拉戈纳加泰罗尼亚化学研究所的化学家组成的国际团队开发的。

电催化剂由丰富的无毒金属制成，可以将二氧化碳转化为碳氢化合物，在摆脱化石燃料经济的转变中具有巨大的利益。迄今为止，铜一直是最受欢迎的金属，但也并非没有问题。事实证明，制造比三个碳原子长得多的分子是很困难的，而且铜离子具有极强的流动性，电催化电池通常会在电解液中浸出铜离子，从而降解电池。

所以找到另一种金属是一件大事。“在过去的几年里，我们想要开发一种催化剂，能够产生含有更多碳原子的分子。我们自己也研究过铜，熟悉它的优点和局限性，我们有一种预感，它无法胜任这项工作。哈维尔Perez-Ramirez来自苏黎世联邦理工学院。研究小组知道镍被认为是惰性的，但他们记得近30年的一篇论文，描述了金属镍如何将二氧化碳减少到微量的C_{3 - 4}高压下的碳氢化合物二氧化碳。Pérez-Ramirez说:“这让我们不禁要问，使用镍电催化剂是否会错过一个机会。”

该团队结合理论研究和实验来检验他们的预感。他们的第一个测试是金属镍盘，产生了非常少量的碳氢化合物。当用电化学钝化技术对圆盘进行改性以制造NiO时，碳氢链生产的效率增加了一倍以上，尽管仍然只有0.8%。

下一步是更仔细地观察无机镍氧化物(INO)，看看它们的催化能力有多好。他们测试了由电化学还原磷酸镍、碳酸镍、硼酸镍、碳酸氢镍、氢氧化镍和氧化镍制成的INO催化剂。所有的催化剂都能产生长达6个碳原子的碳氢化合物链，其中磷酸镍衍生的INO效率最高，可达6.5%。

催化活性的原因似乎是镍原子在INOs中带正电荷，而不仅仅是因为它们的反离子。理论和实际实验表明，是镍与氧结合导致了这种极化。结果是催化剂不会被一氧化碳中毒——这是金属镍的另一种危害。

研究报告的合著者说:“我们的研究结果表明，在铜催化剂上观察到的反应机制与经典的费托过程有很大的相似之处。杨文祥新加坡国立大学(National University of Singapore)教授。

他说，这篇论文表明，除了铜，还有希望F佩拉约·加西亚·德·阿克在巴塞罗那的ICFO研究中心。“这篇论文值得注意的一点是，你不仅可以制造碳氢化合物，还可以制造比铜催化剂更复杂的碳氢化合物。”下一步，Arquer说，将检查极化镍系统是否可以在更多的工业相关条件下工作，并看看镍的关键极化是否可以在高电压下保持。阿克尔说:“这实际上非常令人兴奋。”