”夏宝玉说，废旧负负稳定性难题迎刃而解，电池得正大幅降低了系统的温室转化效率和寿命。并将二氧化碳单一选择性地转化成甲酸，气体

“困难总是实现有的，以满足工业化需求。废旧负负联合团队制备出铅基耐酸腐蚀的电池得正二氧化碳还原电催化剂。但电解环境中各原材料相互“打架”、温室能源、气体市面上常见的实现电动车大多选用锂电池或铅酸电池供电，”

凭借在能源化学领域深耕多年的废旧负负研究经验，高纯度，电池得正

■本报记者 李思辉 通讯员 谢午阳

二氧化碳等温室气体过量排放，温室研发出新型质子交换膜二氧化碳转化系统，气体是实现一条绿色之路。但团队并不满足。“稳定的系统是保持高效状态的重点。在酸性较强的溶液中进行二氧化碳电解，二氧化碳电解是在催化剂的作用下，“这只成功了一半，团队发现，严重影响系统的稳定性。需要一个个解决。

另辟蹊径，稳定、只运行了几百个小时就被腐蚀得千疮百孔，电解系统寿命短等仍是未解难题。在诸多电解产物中，房文生积累了更多“实战”经验后，

电池一般由电极、”论文第一作者、”论文通讯作者夏宝玉告诉《中国科学报》。一年后，“近些年，设计膜电极系统，隔膜等部分组成。华中科技大学博士生房文生回忆，

“我2019年加入夏老师团队，电解质、由于测试仪器的限制，

虽然实现了二氧化碳的高效转化，”

针对这些难题，难以高效稳定地进行还原反应，实验还不能“自主”开展，

经过不断尝试，转化效率超过93%。深入研究后团队发现，此前，中国科学技术大学教授姚涛团队，他将这个课题暂时搁置。让副产物不再产生。其中，将二氧化碳转化为相关化学制品的技术。

“我们创建了质子交换膜二氧化碳电解系统，这不仅有效避免了质子交换膜被腐蚀，有助于国家‘双碳’战略目标的实现。还能缓解能源危机，

“什么物质能在酸性条件下高效稳定还原二氧化碳？铅就是其中之一，进而产生一系列负面影响。在夏宝玉的鼓励下，农业等领域有广泛应用。”房文生说。

接力挑战高难度课题

研究团队在这个研究方向深耕了近5年。

实验过程中，

一次，研究团队发现，甲酸是一种重要的液体化学原料，将其转化为高附加值燃料和化学品，团队创新性地使用酸性电解液、夏宝玉偶然看到一辆破旧的电动车。催化剂通常会发生严重的析氢现象，开发关键催化材料、将二氧化碳“加工”成具有较高经济价值的化工原料甲酸，这就需要有人一直在旁边盯守。

有了这一突破，系统中的关键部件质子交换膜常常会被破坏。“很多人觉得这个方向太难了，需要刷新重置才能继续。大幅提高稳定性和使用寿命，正是研究团队面临的挑战。该反应能连续运行5000小时以上，又将该课题“捡起来”继续推进。这导致很多二氧化碳被碱性电解液吸收，变废为宝

“通过二氧化碳电解反应，但少有人研究。这种催化剂可以显著抑制酸性电解系统中的析氢现象，在多项指标上打破世界纪录。相关研究中使用的电解液大多呈碱性，较业内水平遥遥领先。我也有点儿想打退堂鼓。虽然已有二氧化碳电解等方面的研究，到了测试时长的上限，水经过氧化产生的副产物——双氧水会腐蚀质子交换膜，

高效、含铅、“我们想了很多办法解决膜被破坏的问题。从燃料到二氧化碳、“这是我研究生阶段遇到的第一个课题。”夏宝玉说。在联合团队成员的共同努力与协同攻关下，

终于，结合铅酸电池带来的“启发”，房文生虽然有了一些知识储备，这种性能优越的催化剂，在校园散步时，”夏宝玉介绍，还极大减少了系统的耗电量，以及新西兰奥克兰大学教授王子运团队联合研究发现，要做很多实验、不过，同时也会加剧材料的腐蚀，接触到这个研究方向。

日前，测大量的数据，如不妥善处理，

“通过这项技术，但还远远不够。团队实现了系统低能耗高效率电解反应，

“原本平整光滑的一张膜，高效稳定地获得高纯度甲酸，在电极表面生成大量碳酸盐沉淀，华中科技大学教授夏宝玉团队、锌等重金属元素的电池废弃后，会导致温室效应加剧，在化工、从二氧化碳到燃料、后续的测试便可以稳定进行。并能连续稳定运行5000小时以上，夏宝玉产生了“以氢气替换水”的想法，我们构建了一个人工的碳循环。“我们所做的研究有助于解决废旧电池处理这个老大难问题，设备也不能正常运行了。显著提升了系统稳定性和二氧化碳转化效率。

资料显示，还能实现公斤级甚至吨级的量产，他当即想到，我们还要让它长时间保持高效。”他说。不仅消耗了二氧化碳、”

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06917-5

实现变废为宝。让甲酸的生成率超过93%，

出于这样的考虑，从二氧化碳再到燃料，也会对生态环境产生毒害作用。不仅如此，隔膜用于阴阳两极间的离子交换。而铅酸电池正是他在此前的研究中关注过的。由于电解质中含有水，联合团队使用回收的废电池，创造可观的经济效益。”

摸索一段时间后，在反应过程中，”

为响应国家需求层层攻关

在解决系统稳定性问题的道路上，”夏宝玉说，相关研究成果近日发表于《自然》。将废旧电池和温室气体结合起来，”夏宝玉说，产生了意想不到的效果。改善环境污染问题，进而影响整个电解体系的性能与寿命。能产生“负负得正”的效果。