新设备可以帮助将大气中的二氧化碳转化为有用的供应品

新型的化学回收装置可以很好地利用化石燃料产生的吸热气体，从而帮助对抗气候变化。

这些电化学细胞将一氧化碳转化为有用化合物的效率比它们的前辈要高得多。如果与现有的从二氧化碳中收集一氧化碳的技术相结合，这些设备可以帮助转化从污染源中捕获的二氧化碳，比如发电厂的烟道。这可能会减少碳排放的温室效应，并为制造业和太空旅行生产化学物质。

在新装置中，阳极和阴极由一种叫做电解质的物质分开。进入阴极铜催化剂层的一氧化碳与电子以及被称为离子的带电粒子结合，从阳极通过电解液由一个电压驱动。这种混合物会产生新的碳基化合物，比如乙烯气体和液体乙酸盐。到目前为止，这些类型的细胞只将一小部分进入的CO转化成所需的化学物质。

在新电池中，阴极由一块钛块支撑，钛块上刻有微小的通道，可以将一氧化碳直接送入阴极铜催化剂层。通过这些通道向催化剂提供CO，而不是简单地将阴极暴露在CO流中，在CO流中气体要么扩散到催化剂层，要么从阴极反弹而未发生反应，增加了CO在阴极内部反应产生新化学物质的可能性。

斯坦福大学的化学家马修·卡南和他的同事利用这种设计制造了一个电化学电池，该电池产生的气体中含有29%的乙烯。其他的电池只产生了12%的乙烯气体。

在细胞的另一个版本中，卡南的团队用聚合物薄膜代替了液体电解质，这有助于细胞产生更少的稀释液体产品。这种电池所产生的醋酸钠溶液浓度是其他设备的1000倍。这种电池有1厘米宽的阴极，24小时只能产生几毫升的液体。

加州理工学院(Caltech)未参与此项研究的电化学家Chengxiang“CX”Xiang表示，研究人员仍需要调查这些细胞的长期稳定性，以及它们在多大程度上可以扩大到工业规模的机器。

印第安纳州西拉斐特普渡大学(Purdue University)的化学家克里斯蒂娜·李(Christina Li)说，将这项技术与将一氧化碳与二氧化碳分离的装置结合起来，可能有助于把气候变化的二氧化碳转化为有用的化学原料。例如，乙烯用于制造各种聚合物，而乙酸钠是一种食品添加剂，这可以补充从大气中储存二氧化碳气体的各种碳储存材料，如碳酸盐矿物。

这些设备还可能使用从宇宙飞船上的宇航员呼吸中捕获的二氧化碳，甚至从火星大气中捕获的二氧化碳。“你实际上可以在醋酸盐上培养微生物，”卡南说。“你可以设计这些生物，制造出各种更复杂的分子，以便在深空任务中维持生命。”