9月7日消息，据Phys.org报道，日本东北大学材料先进研究所（WPI-AIMR）牵头、联合北海道大学与初创企业AZUL Energy的研究团队，开发出一种以铜酞菁——一种廉价且易得的蓝色颜料——为催化剂的气体扩散电极，实现了二氧化碳（CO2）电化学一步高选择性还原制甲烷。成果发表于《Small》。

研究团队将铜酞菁催化剂负载于气体扩散电极上，CO2在单一电化学步骤中被直接还原为甲烷（CH4）。系统实现最大电流密度575毫安/平方厘米、甲烷法拉第效率最高79.5%；在150毫安/平方厘米的电流密度下，甲烷选择性保持在60%以上约80小时，显示出优于常规铜纳米粒子催化剂的稳定性。铜纳米粒子催化剂通常生成多种碳产物混合物，后续气体分离复杂且耗能。

电化学CO2还原（ECR）被认为是用可再生电力回收碳、降低化石资源依赖的潜在路径，甲烷因可接入现有天然气基础设施而尤为受到关注。但CO2直接制甲烷难度大：还原过程涉及复杂的反应网络，常规催化剂会副产多种一碳产物。理论计算显示，在铜酞菁催化剂上，通往甲烷的路径能垒低于其他一碳产物路径，这正是其高选择性的来源。

团队成员、东北大学教授薮浩士表示，用低成本、易得的蓝色颜料实现CO2一步高效转化为CH4，有望让该工艺更具实用性与可扩展性。团队下一步将在电解槽中测试以实际工业排放捕集的CO2为原料，并探索与直接空气捕集（DAC）技术耦合，为大规模碳利用奠定基础。该方向对下一代碳捕集利用（CCU）技术具有直接参考价值。 （来源：Phys.org）