科学家已经开发出一种新的配方，他们在金表面喷洒少量铜原子，用于制造气体混合物，或者合成气体。新的材料支持室温电化学反应，可以将二氧化碳和水转化为合成气，在反应中，一氧化碳和氢气的混合物是化学和合成燃料生产中的一个重要前驱物。
根据研究，通过发酵或热化学反应，合成气可以转化为下游的小分子物质，如乙醇，或者更大的碳氢化合物，如汽油。设计一种能容易控制合成气成分的材料和工艺，是减少这些工业过程对环境影响的重要步骤。
科学家们在《美国化学学会杂志》的一篇论文中报道了他们的新配方。这项研究是由美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室高级学院的科学家Peidong Yang，和多伦多大学电气和计算机工程系教授Edward Sargent一起完成的。
“我们知道没有其他高效的单电催化剂可以控制合成气的成分，”加利福尼亚大学的化学教授Yang说。“许多过程需要利用合成气的不同气体成分，所以我们要创造一个通用的催化剂，可以很容易地调节。”
研究人员发现，通过简单调节分层到纳米金表面铜原子的量，可以控制一氧化碳和氢气的量。
这项研究的主要作者，博士后研究员Michael Ross解释说：“铜改变了二氧化碳与表面的结合强度，一个以金为主的纳米结构表面主要成分是一氧化碳。为了生产更富氢的混合物，我们添加了更多的铜。”
在伯克利实验室，研究人员使用X射线光电子能谱技术，确定了在金电极上产生不同合成气混合物所需要的含铜量。例如，覆盖金表面的一个原子厚的铜层可以产生两到一个氢和一氧化碳的混合物。当只有金时，氢气与一氧化碳的混合气是到10，显示出了广泛的灵活性。
“如果这些催化剂可以放大到工业反应器的工作，我们可以使用可再生能源产生的电力和CO2合成气体，”Ross说。目前，全世界正在将合成气转化为甲醇、柴油和其他有用的化学品。这将使这些化学品的生产更加可持续。
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