目前，直接熱分解二氧化碳（CO2）產生一氧化碳（CO）仍然是CO2轉化的主流方法。為避免高溫加熱分解過程中產生更多的CO2排放，利用可再生能源將CO2高效轉化為化工原料或燃料成為實現CO2綠色、可持續回收的理想策略。在這一方面，自然界廣泛存在的可再生能源——機械能，使用前景非常可觀。2021年10月6日，澳大利亞新南威爾士大學（University of New South Wales）主導的研究團隊在《先進材料》（Advanced Materials）發表題為《液態金屬驅動的機械能誘導CO2轉化》（Liquid-metal-enabled Mechanical-energy-induced CO2 Conversion）的文章表示，利用液態金屬鎵（Ga）可以低成本、高效地驅動機械能捕集和轉化CO2氣體，在室溫下便可將CO2轉化為氧氣（O2）和可用於製造超級電容器、吸附劑和催化劑載體等高價值的固態碳產品。
研究人員使用混合Ga和氟化銀（AgF）的液態金屬化合物，構建了一個封閉的迴圈催化反應器，其中，Ga和AgF混合的懸浮液是輔助催化劑前體。反應器中引入機械能（如攪拌、混合）之後，就會發生電化學反應。反應過程中，CO2分解成O2，以及由於與懸浮液密度不同而“漂浮”到反應器表面的碳質片。研究結果表明，在高度為27 cm、體積為330 ml的反應器中，使用質量比為7:1的Ga/AgF混合物來製造反應材料，即使輸入能量極低（230千瓦/小時），其捕集和轉化1噸（t）CO2的效率也能達到92%。此外，製作輔助催化劑前體時，將Ga和AgF混合在加入鹽酸（HCL）的二甲基甲醯胺（DMF）溶液中，去除Ga表面的天然氧化物，催化效果最佳。
轉載本文請註明來源及作者：中國科學院蘭州文獻情報中心《氣候變化動態監測快報》2021年第21期，秦冰雪 編譯。
