作为回应，美国的目标是到2030年将温室气体排放量在2005年的基础上减少50%至52%。这一倡议与到2050年实现温室气体净零排放的全球努力相一致。
由于电力和工业部门的二氧化碳排放量约占美国二氧化碳排放量的一半，因此在这些领域寻找解决方案势在必行。
现在，在《自然能源》杂志上发表的一篇首都铁路卫生学校论文中，宾夕法尼亚大学、伊利诺伊理工学院和伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员开发了一种系统，可以将二氧化碳排放转化为丙烷(C3H8)，这是一种更清洁、能量密度更高的燃料来源。
“二氧化碳的电化学转化可以通过储存可再生能源和关闭人为碳循环来满足未来的能源需求，”宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的合著者安德鲁·拉佩说。“这项研究为解决能源储存挑战和有意地降低二氧化碳水平的新解决方案铺平了道路。”
“制造可再生化学产品真的很重要，”伊利诺伊理工学院的合著者穆罕默德·阿萨迪说。“这是关闭碳循环而不损失我们目前每天使用的化学物质的最好方法。”
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铜一直是研究人员研究将二氧化碳转化为有价值的化学品和燃料的有效方法的首选元素，既可以抑制其对环境的影响，又可以提供新的能源存储解决方案。然而，生产的燃料一直是低能量密度的单碳化合物，比如甲烷。
“由于在整个化学转化过程中形成了许多中间体，因此获得像C3H8这样的高能量多碳产品仍然是一个挑战，”该论文的第一作者之一、前Rappe集团博士后研究员姜真解释说。
自考笔记“此外，大多数提高材料对多碳分子选择性的策略往往在能量上代价高昂。”
Jiang说，该团队正在寻找方法来超越现有的催化剂，比如铜，以及它们对多碳产物的适度选择性或缓慢的动力学，并研究了在催化系统中添加离子液体(IL)的方法。这促使研究小组将三钼磷化物(Mo3P)作为催化材料。
蒋教授说:“根据我们的理论模拟，我们发现IL层可以增强Mo3P催化剂表面反应过程中CO2和后续基团的粘附性，从而稳定了表面不同位置的中间体，以91%的效率生产C3H8。”
该团队还指出，这一关键发现为探索电催化系统中材料之间的关系提供了一个新的范例。
蒋教授说:“通常，在整个反应过程中，固态催化剂和水溶液之间的相互促进作用较少。”
“但是现在，我们可以通过在固态催化剂上涂IL涂层等技术应用混合方法，并通过我们对催化剂微环境的新理解重新检查以前尝试过的系统。”
展望未来，研究人员计划以两种方式建立这项研究:一是开发离子液体的目录及其在燃料生成催化剂和其他电化学系统中的有效性;第二，研究新的催化剂，将二氧化碳转化为能量密度更高的燃料，从燃料气到含有更多碳原子的轻质油。
Rappe说:“将这项研究扩展到更高质量的碳氢化合物，可以通过直接从以前的燃料燃烧产生的二氧化碳中产生天然气、丙烷、汽油甚至喷气燃料来关闭碳循环。通过这种之江大学本升专 方式，相同的碳原子一次又一次地储存能量，而我们不会将它们释放到大气中。”