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盡管世界非常依賴塑料，但這種多功能材料對環(huán)境造成了可怕的損失，首先是其生產(chǎn)過程中排放的大量二氧化碳。多年來，科學(xué)家們一直在嘗試將捕獲的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的材料，如乙烯（塑料的主要前體之一），使用石墨烯量子點(diǎn)或食硫菌等新技術(shù)可以用來應(yīng)對這一問題。

在這項(xiàng)新的研究中，UIC團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)電化學(xué)電池，可以更有效地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。腔室的一半充滿了水基溶液，而另一半則含有氣態(tài)二氧化碳。它們被一個(gè)三維銅網(wǎng)隔開，電流通過銅網(wǎng)。

這個(gè)過程將帶電的氫原子從水分子中吸引到另一個(gè)腔室，然后它們在那里與二氧化碳中帶電的碳原子結(jié)合，形成C2H4-乙烯。該團(tuán)隊(duì)說，幾乎100%的二氧化碳被轉(zhuǎn)化為乙烯，這比其他方法高得多，該過程的副產(chǎn)品包括氧氣和其他碳基燃料。

通常情況下，乙烯生產(chǎn)是一個(gè)能源密集型過程，按照傳統(tǒng)工藝，每生產(chǎn)一噸乙烯就會(huì)釋放多達(dá)1.5噸的二氧化碳。但該團(tuán)隊(duì)表示，如果使用可再生能源來運(yùn)行新系統(tǒng)，它可以使塑料生產(chǎn)消耗的二氧化碳反而多于它釋放的二氧化碳。

這項(xiàng)研究的首席研究員Meenesh Singh說："這是一個(gè)凈負(fù)系統(tǒng)，每生產(chǎn)1噸乙烯還可以用掉6噸二氧化碳，如果采用舊的工藝，這些二氧化碳就會(huì)被釋放到大氣中。"

就能源效率而言，該過程還將約10%的太陽能轉(zhuǎn)化為碳產(chǎn)品，約4%轉(zhuǎn)化為乙烯。這聽起來可能不多，但該團(tuán)隊(duì)表示，前者的效率比目前最先進(jìn)的技術(shù)高五倍，而第二個(gè)數(shù)字與自然光合作用差不多。

該研究發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告物理科學(xué)》雜志上。