科学家找到了一种将温室气体转化成有用材料的新方法

加州大学维特比分校工程学院的一组研究人员致力于将二氧化碳分解并将这种温室气体转化为有用的材料，例如燃料或消费品，从制药到聚合物。研究结果发表在《物理化学杂志》 上。

通常，此CO2分离过程需要大量能源。但是，在Shaam Sharad进行的首次此类计算研究中，WISE Gabilan副教授及其团队决定在此过程中使用Sun作为助手。

特别是，他们证明了紫外线可以非常有效地激发有机低聚亚苯基分子。当暴露于紫外线下时，低聚亚苯基成为带负电的阴离子，容易将电子转移至附近的分子（例如CO2）。因此，二氧化碳变得能够回收并变成塑料，药品甚至家具的组成部分。

“众所周知，减少二氧化碳非常困难，因此它在大气中生活了数十年。但是这种带负电的阴离子甚至能够还原诸如二氧化碳之类的稳定产物，因此它很有希望，因此我们正在对其进行研究。
Shaise Sharada，WISE Gabilan副教授

为了避免气候灾难，地球大气层中二氧化碳的迅速增加是人类必须解决的最紧迫的问题之一。

自工业时代开始以来，人类通过燃烧化石燃料和其他排放物使大气中的二氧化碳排放量增加了45％。结果，全球平均温度现在比工业化前时代高两摄氏度。由于二氧化碳之类的温室气体，太阳热一直停留在大气中，为我们的星球供热。

许多研究小组正在探索将排放物捕获的CO2转化为消费品的燃料或碳原料的方法，从药品到聚合物。

传统上，该过程使用热或电以及催化剂来加速CO2转化为产品。但是，这些方法中的许多方法通常都是能源密集型的，因此对于减少环境影响的过程而言并不理想。使用阳光激发催化剂分子反过来又是节能的。

Sharada说：“大多数其他方法涉及使用金属基化学物质，而这些金属是稀土金属。” “它们可能很昂贵，很难找到并且可能有毒。”

这项工作是同类研究中的第一个计算研究，因为科学家以前从未研究过电子从低聚亚苯基等有机分子向CO2迁移的基本机理。研究小组发现，当与倾向于将电子推向催化剂中心以加速反应的分子结合时，他们可以通过添加赋予特定性质的原子团来系统地修饰低聚亚苯基催化剂。

该团队现在正在探索催化剂设计策略，这些策略不仅可以提高反应速度，还可以使用量子化学和遗传算法来激发可见光激发的分子。