这项技术有潜力支持水下栖息地以及先进空气净化系统的发展。

一种新的电化学装置有望将二氧化碳直接分解为碳和纯氧。

来自中国南京大学的研究小组表示，这项技术可以在地球水下甚至火星等极端环境中有效地产生氧气。

有趣的是，这种新装置消除了对这种反应通常所需的严格压力和温度条件的需求。

“如果所需的电力来自可再生能源，这种方法为碳中和铺平了道路。与此同时，这是一种实用的、可控的从二氧化碳中生产氧气的方法，具有广泛的应用潜力 —— 从火星探索和航天服的氧气供应到水下生命维持、呼吸面罩、室内空气净化和工业废物处理，”研究人员在新闻稿中提到。

新方法产生98%的氧气

植物利用光合作用，将二氧化碳转化为氧气和葡萄糖。这一过程依赖于氢原子作为介质。

多年来，科学家们一直在努力在适度的条件下人工复制这种反应。

南京大学的研究人员与复旦大学合作，开发了一种直接将二氧化碳分解为碳和氧的新技术。与依赖氢的传统方法不同，他们的工艺使用锂作为关键的中间物。

研究人员设计了一种新的电化学装置来实现二氧化碳的直接分解。该装置的特点是气体阴极和由钌和钴制成的纳米级催化剂以及金属锂阳极。

下面是它的工作原理。当二氧化碳被引入阴极时，它经历了两个阶段的电化学还原，由锂促进。首先，二氧化碳与锂反应生成碳酸锂（Li2CO3）。

随后，这种碳酸锂进一步反应，产生氧化锂（Li2O）和单质碳。

最后，通过电催化氧化过程，生成的氧化锂（Li2O）被转化回锂离子，释放出氧气（O2）作为副产物。这个过程有效地将二氧化碳转化为可用的碳和氧。

优化后的催化剂氧收率达到98.6%以上。

该团队在新闻稿中指出：“使用优化的RuCo催化剂可以实现非常高的O2产率，超过98.6%，大大超过了自然光合作用的效率。”

火星大气的理想选择

新开发的二氧化碳分解技术不仅可以成功地处理纯二氧化碳，还可以处理一系列混合气体，证明了它的多功能性。

这包括模拟工业排放的模拟烟气，二氧化碳和氧气的混合物，甚至模拟火星大气。

稀薄的火星大气主要由二氧化碳组成，其压力不到地球大气压力的百分之一。

为了模拟测试二氧化碳分解技术的环境，研究人员创造了一种由氩气和极低浓度（1%）二氧化碳组成的气体混合物。然而，该团队并没有透露在类似火星的条件下产生的氧气量。

如果这项技术进展顺利，它可以帮助未来的火星探险者。

有趣的是，这项技术有潜力支持水下栖息地以及先进空气净化系统的发展。

该研究结果发表在《Angewandte Chemie》杂志上。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！