“氮掺杂石墨烯量子点”可将二氧化碳转成液态燃料

一说到石墨烯，网友们肯定会联想到计算机和电池行业的“日经帖”。但是莱斯大学的一支研究团队，却为它找到了另一个应用场景 —— 将二氧化碳转成液态燃料。这项技术的核心部分为“N-掺杂 石墨烯量子点”（NGQDs），它可以作为乙烯和乙醇制造过程中的“电化学反应催化剂”，且稳定性和效率接近于最常见的铜等材料。

莱斯大学的研究人员们，已经用“N-掺杂 石墨烯量子点”将二氧化碳转为液态烃（比如可作为燃料的 乙烯 和 乙醇）。

为缓解气候变化带来的影响，减少进入大气中的二氧化碳，是一个相当重要的方式。

许多研究都在寻找如何捕获碳源，并且用到了粘土、工程细菌、金属有机框架、或者 Memzyme 气泡材料，然后将之封存到岩石或混凝土中。

在此规模下，基板上的“N-掺杂 石墨烯量子点”看起来像是个圆形的补丁图案。

另外还有专注于如何捕捉碳源并将之转换为液态烃（然后当做燃料）的研究，而莱斯大学的研究人员们发现，NGQDs 是一种相当搞笑的电子催化剂材料。

该材料为单层原子厚的石墨烯片，上面的点点只有几纳米宽。由于它本身就是全碳材料，所以无法自行转化二氧化碳，于是研究人员给它掺杂了氮原子，以催动二氧化碳的电化学反应。

上图是单个“N-掺杂 石墨烯量子点”的样子。

研究首席 Pulickel Ajayan 表示：“碳通常不是一种催化剂，我们对其如此高效表示震惊。当被掺杂到六角形的石墨晶格之时，氮原子有许多个可以占据的位置”。

“根据氮所处的位置，其催化活性也不尽相同，这对我们来说是个谜。即使人们在过去 5-10 年里撰写了数不清的论文，这个问题仍未被真正解决”。

透射电子显微镜图像下的“N-掺杂 石墨烯量子点”，现也被用于将二氧化碳转成燃料的工艺中。

尽管谜团尚未揭开，大家还是测试了多种电子催化剂材料。在铜价上涨的背景下，它们有望成为主要竞争者，但效率仍是大家最为看重的。

NQGDs 被发现效率和铜差不多（可减少 90% 的碳排放），能够将其捕捉到的 45% 的碳源转成乙烯和乙醇燃料，同时寿命也保持得更久。

这项研究的详情， 已经发表在近日出版的《自然通讯》（Nature Communications）期刊上。

[编译自：New Atlas]