在减少世界各地温室气体排放的竞赛中，麻省理工学院的科学家们正在寻求碳捕获技术来减少最顽固的工业排放者的碳排放。

钢铁、水泥和化工制造是脱碳特别困难的行业，因为碳和化石燃料是其生产的固有成分。能够捕获碳排放并将其转化为反馈到生产过程的形式的技术可能有助于减少这些“难以减少”行业的总体排放量。

但到目前为止，捕获和转化二氧化碳的实验技术是作为两个独立的过程进行的，它们本身需要大量的能量来运行。麻省理工学院的团队正在寻求将这两种过程结合成一个集成的、更加节能的系统，该系统有可能使用可再生能源来捕获和转化来自浓缩工业来源的二氧化碳。

在今天发表在 《ACS 催化》杂志上的一项研究中，研究人员揭示了如何通过单一电化学过程捕获和转化二氧化碳的隐藏功能。该过程涉及使用电极吸引从吸附剂中释放的二氧化碳，并将其转化为还原的、可重复使用的形式。

其他人也报道了类似的演示，但驱动电化学反应的机制仍不清楚。麻省理工学院的团队进行了大量的实验来确定这个驱动因素，并发现，最终，它归结为二氧化碳分压。换句话说，与电极接触的二氧化碳越纯，电极捕获和转化分子的效率就越高。

了解这一主要驱动因素或“活性物质”可以帮助科学家调整和优化类似的电化学系统，以在集成过程中有效捕获和转化二氧化碳。

研究结果表明，虽然这些电化学系统可能不适用于非常稀薄的环境(例如，直接捕获和转化空气中的碳排放)，但它们非常适合工业过程产生的高度集中的排放，特别是那些没有明显的可再生能源替代品的国家。

“我们可以而且应该改用可再生能源发电。但水泥或钢铁生产等行业的深度脱碳具有挑战性，并且需要更长的时间。”该研究的作者、麻省理工学院 1922 届职业发展副教授 Betar Gallant 说道。“即使我们拆除所有发电厂，我们也需要一些解决方案来在短期内处理其他行业的排放，然后才能完全脱碳。这就是我们看到的最佳点，像这个系统这样的东西可以适合。”

该研究的麻省理工学院的共同作者包括主要作者、博士后 Graham Leverick 和研究生 Elizabeth Bernhardt，以及马来西亚双威大学的 Aisyah Illyani Ismail、Jun Hui Law、Arif Arifutzzaman 和 Mohamed Kheireddine Aroua。