CO2/CH4温室气体转换是由脉冲放电等离子体技术驱动的

在温室气体资源化利用领域，中国科学院电工研究所邵涛研究团队取得了进展，通过等离子体催化，将CO2/CH4转化为高附加值醇类化学品。

热催化使CO2/CH4在温室气体资源化利用中难以转化为酸、醇、酮等液体产物，这种反应通常是700。°C以上需要两个步骤，能耗巨大，高温容易导致催化剂失活。在温和的条件下，等离子体催化可以实现CO2/CH4的转化，液体产物可以一步一步地产生。目前，等离子体催化CO2/CH4的转化仍然面临着液体产品选择性低、反应过程复杂、机制解耦困难等问题。

采用纳秒脉冲放电等离子体技术，研究小组实现了CO2/CH4的精确活化，创新性地设计了金属氧化物界面(CoOx/Al2O3)催化剂可以实现CO2/CH4的定向转换。通过等离子体参数优化和催化剂界面调节，研究发现等离子体与氧化物界面之间存在很强的协同作用，可以将醇类化合物的选择提高到37.2。%。

该团队利用自制等离子体原位红外系统对关键中间体进行诊断和反应，结合表面密度泛函理论计算关键活性粒子的吸附能量，揭示了醇类化合物的产生机制。结果表明，脉冲放电等离子体活化CO₂/CH₄产生大量的CO、氧化物界面加速了这些含氧自由基的界面吸附过程，如OH和COH等活性粒子，促进了碳-碳耦合和氢化。

这项研究为温室气体资源化利用提供了一个有效的解决方案，在清洁能源转换方面具有很大的潜力。

《应用催化B》发表了相关研究成果。：环境与能源》(Applied Catalysis B: Environment?and?Energy)上面。研究工作得到了国家自然科学基金的支持。