塑料是一个气候问题。制造普通塑料的前体，如乙烯和一氧化碳(CO)，消耗化石燃料并释放大量的二氧化碳(CO2)。近年来，化学家们设计了名为电化学电池的台式反应堆，旨在逆转这一过程，从工业过程中的水和二氧化碳废料开始，利用可再生电力将它们转化为塑料原料。但这种绿色愿景有一个实际问题:细胞经常消耗高碱性添加剂，沐鸣国际平台注册而这些添加剂本身也需要能量来制造。

“这一直是一个非常具有挑战性的科学问题，”加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)化学家杨培东(Peidong Yang)表示。现在，他的团队和另一个小组报告在解决碱度障碍方面取得了进展。其中一项技术是将两个串联的电化学电池连接起来，从而完全绕过这个问题;另一项技术则是利用类似酶的催化剂，在不消耗碱性添加剂的情况下产生所需的化学物质。塑料行业并不打算放弃化石燃料，转而使用二氧化碳和可再生电力，但纽瓦克特拉华大学(University of Delaware)的电化学专家冯姣(音)说:“这个领域正在加速发展。”

目前，石油公司通过在压力下使用过热蒸汽“裂解”石油中较大的碳氢化合物来制造一种清澈、有甜味的气体乙烯。经过几十年的磨砺，这个过程非常高效，能够以每吨1000美元的价格生产乙烯。但它的生产每年产生约2亿吨二氧化碳，占世界排放量的0.6%。

电化学电池就像电池的反向运转，沐鸣平台注册登录官网提供了一种更环保的选择。与将化学能转化为电能的电池不同，电化学电池为制造化学物质的催化剂提供电能。

这两种设备都依赖于两个电极，电极之间由一种运送带电离子的电解质隔开。在将二氧化碳转化为更有价值的化学物质的电化学电池中，溶解的气体和水在阴极发生反应，形成乙烯和其他碳氢化合物。电解液中通常加入氢氧化钾，这样可以在较低的电压下进行化学转化，从而提高整体能源效率。它还有助于将大部分新增的电力转化为碳氢化合物，而不是价值较低的氢气。

但斯坦福大学的电化学家马修·卡南指出，氢氧根自身也有能量损失。氢氧根离子与阴极处的二氧化碳发生反应，形成碳酸盐，碳酸盐以固体形式从溶液中沉淀出来。因此，氢氧化物必须不断补充——而氢氧化物的生成本身就需要能量，使得整个过程都是一个能量损失。

2019年，卡南和他的同事报告了一个部分解决方案。它们用CO代替二氧化碳，CO不会与氢氧化物反应生成碳酸盐。电池本身的效率很高:75%的电子(法拉第效率(FE))被用于制造醋酸盐，一种简单的含碳化合物，可以用作工业微生物的原料。问题是，制造二氧化碳通常需要化石燃料，这抵消了该计划带来的一些气候好处。

现在，由多伦多大学化学家爱德华·萨金特(Edward Sargent)领导的一个团队将这一方法更进一步。他们从一种被称为固体氧化物电化学电池的商用设备开始，该设备利用高温将二氧化碳转化为CO，并可由可再生电力提供动力。一氧化碳流入另一种电化学电池，该电池的催化剂是量身定制的，有利于乙烯的生产，乙烯是一种比醋酸盐更广泛使用的商品化学物质。杏3沐鸣平台研究人员上周在《焦耳》(Joule)杂志上报道称，串联反应器不再消耗氢氧化物，其65%的FE可以储存在装置产生的乙烯中。“这是一个重大的进步，”焦说。

在2020年12月出版的《自然能源》杂志上，杨和他的同事报道了一种截然不同的解决碱度问题的方法。在碱性电化学电池中，他们重新设计了催化剂，在分解二氧化碳的部位排除了水和氢氧离子。该设备可以在不产生碳酸盐的情况下将气体转化为CO，这是一个重大的能源胜利。但杨指出，这个电池还不能将CO和氢从水转化为乙烯和其他碳氢化合物。

更好的电化学电池并不是推动这项研究的唯一动力。随着风能和太阳能发电的迅速发展，可再生能源价格正在暴跌。Sargent和他的同事在《ACS能源快报》(ACS energy Letters)上发表的一篇论文中指出，低能源价格意味着串联电化学电池的总体能源效率将提高一倍，这将使其在成本上与制造乙烯的标准化石燃料方法相比具有竞争力。卡南说:“我们正试图利用这一选项。”