近日，由中国科学院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。该技术于3月4日在上海通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。未来可期！

让我们普通社会的大众震惊和欣喜的同时，相信有很多人会存在这样的疑问。什么是二氧化碳还原呢？其制备油类的重要意义在哪？今天，我们本文将为大家解惑。

二氧化碳还原技术可谓是目前能源学术届最炙手可热的研究领域之一，二氧化碳还原技术是什么？未来有什么应用前景？目前存在哪些问题与挑战？下面将详细为大家介绍。

二氧化碳还原技术的出现与全球温室效应直接相关。温室效应的本质是化石能源过度使用导致的，在过去工业化的几十上百年时间里，大量化石燃料被使用，造成大量的二氧化碳排放至大气中，进而导致温室效应。根据排布在全球各地的气候观测机构的观测，大气中二氧化碳浓度在过去的几十年迅速增加，2013年其大气浓度已经超过400ppm。出于环境保护和可持续发展的具体需要，二氧化碳还原技术对于将大气中二氧化碳固定，同时将其转化为高附加值化学产品，进而实现碳中和，碳达峰战略具有重要的意义。

那么所谓二氧化碳还原技术，即指的是在声光电磁热催化的作用下，二氧化碳被转化为燃料的技术，这里的燃根据其经济价值，人们进行了广泛的研究，通常有诸如二氧化碳和氢气的混合气，也就是合成气；甲酸；醇类燃料，如甲醇，乙醇，丙醇等；烯烃类基础化学品，如乙烯等，其产量也能反映一个国家的化学工业的发展水平；再就是今天我们报道中提到的液体燃料， 如汽油，柴油等。从广义的角度讲， 所谓汽油柴油也多是一些烃类的混合物，但具体有辛烷值，闪点等具体评价标准。

二氧化碳还原反应的重要性不言而喻，该方向也引起了全球科学家们的广泛关注和研究。还原反应也可认为是将能量储存在烃类化合物中的方式。根据能源输入或者说催化驱动的方式，二氧化碳还原领域分为几大研究方向：热催化，电催化，光催化等。对于热催化反应而言，二氧化碳加氢技术目前已经产业化，即今天新闻中所阐述的。千吨级的产量，虽然对于工业需求来讲冰山一角，但未来有望进一步放大，基本上可以认为是技术问题上的优化和改进。

但氢气的制备和使用目前仍然基于副产氢等方式，人们更希望的是利用二氧化碳和水反应，直接制备烃类燃料，同时使用清洁能源作为能量输入的来源。这其中，电催化和光催化二氧化碳还原，因其能够实现在温和条件下将二氧化碳还原至烯烃类或醇类，是学术研究的最前沿。

如图所示为未来二氧化碳还原领域的展望示意图。人们可以利用风能，太阳能等清洁发电方式制备电力，进而使用电催化二氧化碳还原技术制备化学品，燃料，供工业和城市使用，其排放的二氧化碳将被继续捕集，再进行催化反应，从而形成碳循环闭环，构建零碳社会。但我们也可以看到，二氧化碳加水还原是一个多电子多质子的多步骤化学反应步骤，其涉及的反应路径和中间副产物有许多许多种。如何高选择性，高活性制备高附加值的目标产品也因此成为了目前的研究难点和重点。

除了上述问题之外，工业生产过程同样注重的是稳定性和成本问题。这些都有待于进一步解决。

而这一切，不仅仅要依靠高效的催化剂设计，反应器研究和设计，反应过程的研究和分析，以及全产业链的综合考虑等都有待于研究人员的进一步开发和解决。

想了解更多精彩内容，快来关注逸辰带你看最新科学

二氧化碳还原技术未来如何发展呢？最理想的情况是充分将其利用和可再生能源的大规模使用进行耦合，比如我们国家目前正在大力推进的光伏绿色发电，风能潮汐能发电等技术，利用其制备的电力进行二氧化碳还原，一方面可以有效解决所谓废电的利用问题，即通过将电能转化为化学能储存在分子中。另一方面也避免了化石燃料的使用，同时可以充分领我国丰富的风光电资源。一举多得。但如何高效耦合，如何高效实现这一催化过程，同时要保障国家能源安全，未来，仍然还有很长的路要走。