7月31日消息，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）、加州大学伯克利分校以及爱沙尼亚国家化学物理与生物物理研究所的研究团队，首次实现了对熔盐电解过程中二氧化碳转化为固态碳反应的实时分子级观测，回答了一个困扰学界数十年的问题。

突破方法：研究团队搭建了一套定制显微镜系统，能够在高温熔盐环境中直接观测电化学反应过程。熔盐因其极端的温度和腐蚀性条件，一直是原位表征的禁区，此前对其中化学反应的理解主要依赖间接推断。这是科学界首次以可视化方式'看到'熔盐中CO2电还原的真实过程。

核心发现：观测揭示CO2转化为固态碳并非此前假设的单步反应，而是一个出人意料的两步过程。研究还发现，基本的化学反应机制可以根据熔盐中溶解的金属氧化物的不同而调节，意味着通过选择性地掺杂金属氧化物可以控制碳产物的形貌和结构。

双重意义：Berkeley Lab科学家Mike Whittaker指出：'这是使用熔盐合成关键材料和电池材料的更大努力中的一次重大胜利。'该研究属于能源部基础能源科学司资助的MINES（能源存储合成矿物）计划。在CCUS方向，熔盐电解CO2提供了一条将温室气体直接转化为固态碳材料的路径，产物可作为碳纤维、碳纳米管或电池负极材料的前驱体。在电池材料方向，熔盐电解法被认为是合成下一代电极材料的有力候选工艺。

行业背景：全球CO2矿化和电化学转化技术正处于从实验室向中试推进的关键阶段。Carbon Engineering、Climeworks等DAC企业捕获的CO2需要高值化利用路径才能实现经济闭环。熔盐电解路线的理论能量效率高于传统Sabatier或RWGS路线，但工程化挑战在于反应器材料耐腐蚀性和电极寿命。伯克利团队的实时观测方法为解决这些工程瓶颈提供了前所未有的诊断工具。 （来源：AZoM）