面对当前我们生产和消费能源和产品的方式带来的能源危机和环境污染问题，开发利用可再生能源是人类发展的必由之路。随着技术的进步，可再生能源发电的成本越来越低，甚至可以与化石能源发电相媲美甚至更低。其中，人们对通过捕获二氧化碳来减少碳排放的兴趣越来越大，然后这距离大规模商业化实现仍有较大的差距。利用可再生电力和二氧化碳生产燃料和化学品，为降低化石能源带来的碳排放提供可持续的发展方向。目前已经开发了许多二氧化碳电还原方法，包括直接和间接(通过H2等能量载体)技术，以及从电化学到生物再到热催化转化。虽然这些方法处于不同的发展阶段，但每项核心转换技术都存在技术障碍，需要进一步加以研究，以便加速商业化和推动向循环碳经济的发展。近日，美国国家可再生能源实验室的Joshua A. Schaidle和Ling Tao等评估和分析了在当前技术条件下，利用五个不同的转换方法(直接电化学、直接生物电化学、低温等离子体、间接生物电化学、间接热化学)，实现利用可再生能源还原二氧化碳的技术壁垒，介绍了它们距离商业化仍需要克服的障碍，并根据它们的相对容易实行程度、经济可行性、二氧化碳利用潜力和能量储存能力，明确了目前最有前途的是制备C1-C3碳氢化合物和含氧化合物。分析表明，根据目前报道的技术状态，二氧化碳电还原生产C1产物是在短期内技术上最可行的方法。并且，随着技术的不断进步和长碳链产品的生产利用，这五种方法在未来的发展潜力仍需要进一步的研究。
R. Gary Grim, Zhe Huang, Michael T. Guarnieri, Jack R. Ferrell, III, Ling Tao, Joshua A. Schaidle. Transforming the carbon economy: challenges and opportunities in the convergence of low-cost electricity and reductive CO2 utilization. Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE02410G
http://doi.org/10.1039/C9EE02410G
