好用不吃土，光解CO2變乙醇不是夢

材料牛注：如何撕掉地球的“暖寶寶”，減少大氣層中的CO₂讓不少科學家頭疼不已。最近，德州大學阿靈頓分校的科學家們發現了讓多余的CO₂變廢為寶的新方法。

德州大學阿靈頓分校的化學家們首次發現了一個現象——使用聚苯胺，一種有機半導體聚合物作為光電陰極材料參與二氧化碳轉化酒精反應時，轉化過程將無需催化劑催化。這一發現為聚苯胺在燃料轉化方面提供了廣闊發展前景。

“這一發現將促成該領域研究成果的新應用，有機半導體聚合物在太陽能燃料電池中的使用有望因此變得更加廉價易得，”首席研究員Krishnan Rajeshwar介紹說。Krishnan Rajeshwar是德州大學阿靈頓分校(UTA，下同)著名的化學和生物化學教授，同時也是UTA可再生能源科技中心聯席主任。

Rajeshwar說，“這些有機半導體聚合物表現出一些技術上的優勢，比如由這種材料參與的酒精轉化反應可以在較低的溫度下進行，不需要催化劑來維持，且反應過程的能源消耗更少。這些技術優勢將進一步降低成本。”

最近，Rajeshwar和賽格德大學物理化學與材料科學系教授，Csaba Janaky，在英國皇家化學學會雜志ChemComm?上共同發表了他們的研究結果：Polyaniline films photoelectrochemically reduce CO₂ to alcohols。

在這項研究的檢驗實驗中，研究人員結合光譜數據，分析光電效應測量和吸附過程中聚苯胺的特性。他們同時也進行了幾種導電聚合物的性能比較。

實驗進行兩小時后檢測到了穩定的電流。這表明在整個研究過程中，聚苯胺薄膜一直發揮著它的光電效應。盡管在氣相中只檢測到氫氣，但在飽和二氧化碳溶液中發現了一些非常有價值的燃料，如甲醇和乙醇。

“除了這些技術特性，作為一種聚合物，聚苯胺也可以用來制作織物，或者根據光電化學還原反應的需要，制成大面積，可用于屋頂或曲面的薄膜，以減少價格昂貴且存在安全隱患的太陽能聚光器的使用。”Rajeshwar說。

UTA化學與生物化學系主任Frederick MacDonnell強調，在UTA關注全球環境影響，實施2020戰略計劃——“Bold Solutions|Global Impact”的背景下，本項研究的意義尤為重大。

“我們都意識到了減少二氧化碳排放量的必要性，因此Rajeshwar博士領導的太陽能燃料發電新材料領域的研究工作也由此變得至關重要，”MacDonnell說。“找到一種價格低廉、有現實應用價值的陰極材料，可以為制造更便宜、更有效的太陽能燃料電池創造新的可能。”

Rajeshwar 1983年加入理學院，是UTA杰出學者協會的會員。他也是新任的電化學協會主席。電化學協會是一個由國家頂尖研究人員組成，致力于推進固態電化學科學技術研究的組織。

原文鏈接：Inexpensive semiconducting organic polymers can harvest sunlight to split carbon dioxide into alcohol fuel。

文獻鏈接：Polyaniline films photoelectrochemically reduce CO2 to alcohols。

本文由編輯部楊浩提供素材，劉育辰編譯，時冰遙審核，點我加入材料人編輯部