編譯／韋士塔

面對日益嚴峻的氣候變遷，以及不斷飆升的碳排放量，如何有效利用二氧化碳成為當務之急；讓二氧化碳變成有價值的燃料與化學品，已成為全球邁向碳中和的重要策略。而最受矚目的技術之一，則是如何將二氧化碳轉化為具有高能量含量與經濟價值的醇類產品。

過去，相關技術的效率不彰，致使產量過低且成本昂貴，難以大量生產，一直是二氧化碳轉化為醇類產品的一大阻礙。不過，南韓光州科學技術院 （GIST） 的研究團隊已研發一項創新技術，可將二氧化碳轉化為醇類的效率達到前所未見的程度，且具有大規模生產潛力。

由李在榮（Jaeyoung Lee，音譯）教授、崔閔俊（Minjun Choi，音譯）博士及裴秀安（Sooan Bae，音譯）博士率領的研究團隊，把最新成果發表於《自然催化》（Nature Catalysis）期刊；研究團隊發表一種電化學（electrochemical）技術，能將二氧化碳轉化為能廣泛應用於工業用途的高價值化合物「丙烯醇」（allyl alcohol）。

電化學還原二氧化碳，被視為碳中和時代的關鍵技術，因為這項技術能把造成全球暖化的罪魁禍首二氧化碳轉化為有用的物質。然而，生產丙烯醇這類高附加價值化合物，卻面臨諸多挑戰。

最主要的挑戰，是現有生產技術的法拉第效率（Faraday efficiency）極低。法拉第效率意指，電荷在促進電化學反應系統中轉移的效率，描述實際生成物與理論生成物的百分比，能夠量化所評估材料與催化體系的有效性。

目前的電化學還原二氧化碳技術，法拉第效率不到15%，這代表許多材料與能源被浪費；此外，目前技術產生化學反應的路徑複雜，且穩定性低，進一步降低製程的效率。李在榮教授解釋：「丙烯醇的用途廣泛，可用於各種化學反應。然而，由於製程的複雜性，生產這些高附加價值化合物相當困難。」

研究團隊開發的技術，有可能顛覆當前的製程；此外，丙烯醇是塑膠、黏合劑、消毒劑和香料等產業的基本原料，這項技術有望重塑產業版圖。

他們將磷化銅整合到膜電極組件中，生成一種富含磷的銅催化劑，並搭配鎳-鐵 （NiFe） 氧化催化劑使用。在這種電化學裝置中，透過這種催化劑，法拉第效率可達66.9%，約為現有最佳技術的4倍。也就是說，新技術能最大限度地減少不必要副產品的產生，只選擇性地生產所需物質。

研究團隊表示，新技術的機制將可大幅提高產品的商業價值，因為它能直接生產出更易於儲存與運輸的液態丙烯醇。更重要的是，創新技術將可拓展電化學碳捕集和利用的新途徑。

李在榮教授強調：「這項二氧化碳轉化技術，可望為面臨環保壓力的煤炭、石化和鋼鐵產業帶來全新契機。我們認為。這是通往碳中和時代的一大突破。」