电催化CO2，不仅可以消耗CO2实现减排，还可以生产多种重要原料，成为全球学术研究的焦点，而且很多巨头也都在布局。此前，三菱化学准备制造世界上第一款以CO2为原料的聚丙烯；东丽正在研究世界上第一个直接使用二氧化碳和氢气，通过生物技术生产原材料的商业化生物工艺的案例。

其中，在各种CO2衍生产品中，CO是工业过程的重要原料化学品，如醋酸和塑料，或者作为生产替代燃料的原料，比如甲醇和合成原油。但实现大电流电解和高产品选择性，以及确保该技术经济可行性，这是工业规模生产的关键指标。催化剂和膜是研究的关键。

近日，韩国SK Innovation采用选择性地双原子催化剂技术，成功电催化CO2（二氧化碳）转化为CO（一氧化碳），实现每天生产出1公斤左右，是首次利用双原子催化剂大规模生产CO。与传统催化剂不同，单原子催化剂是通过分离每个原子制成的，被认为是一种进一步提高催化活性的技术。

今年，该团队通过异核Ni和Fe位点锚定在n掺杂碳材料(nfe - dac)上，首次成功制备具有相邻Ni-N4和过饱和Fe-N5基团的高效双原子催化剂，双原子位的协同电子调制效应增强了选择性CO生成的能力。

在活性面积为25 cm2的零间隙膜电极组装(MEA)电池中，该双原子催化剂在工业电流密度为200 mA cm- 2的情况下，对CO的产生选择性高达97 ∼99 %。

通过进一步将电极放大到140 cm2的活性面积，该催化剂在28 a下保持高电流电解，CO选择性> 97%，即使在600 mL min-1的高CO2流速下，单次CO2转化率也可以达到~ 32%。最重要的是，通过在电解槽堆中组装四个尺寸为140 cm2的单个电解槽，可以实现约45 Lh-1的CO产率。并且规模量产的NiFe-DAC在4单元堆叠中依然表现出高度可重复的CO2RR性能。

绿色聚丙烯

聚丙烯是一种常用的塑料，用于制造瓶子、罐子和食品包装等物品。它发明于20世纪50年代初，是当今世界上使用最广泛的塑料之一。2022年，全球聚丙烯产量为7900万吨，预计到2030年这一数字将达到1.05亿吨。有几种传统方法可以制造聚丙烯，但它们都是从化石原油开始的。马斯达尔、三菱化学和INPEX计划用电子甲醇（e-methanol）生产聚丙烯，而电子甲醇本身是由绿色氢和二氧化碳制成的。绿色氢是利用可再生能源与电解槽分离水而产生的。

生物基化学品或者合成生物学的一个重要逻辑是采用非石化来源制造化学品，生物丙烯备受期待，毕竟生物丙烯用途广泛，数据显示，2022年我国丙烯产量4333.8万吨，预计2023年我国丙烯新增产能1017万吨/年，达到6793.8万吨/年。而下游聚丙烯产量为2965.5万吨，全球聚丙烯的全球产量更是高达8029.65万吨/年，绝对的数千亿市场。

不久前LG宣布与北美环保燃料企业Gevo签订联合研发协议，其中Gevo负责提供生物乙醇(Bio-Ethanol)制造丙烯(Propylene)的技术，LG化学则通过联合研究和建造工厂，目标到2026年实现生物丙烯(Propylene)商业化。

石化巨头Braskem表示正在评估在美国生产负碳生物基聚丙烯（PP）的投资，也是用生物乙醇最终转化为生物基PP。

据全球市场调查机构Nova Institute透露，2023年生物基塑料生产规模将达到450万吨，到2027年预计年均增长14%，而作为量最大的聚乙烯和聚丙烯，市场实在诱人。

电子甲醇通常被用作燃料，这意味着当它燃烧时，二氧化碳会返回到大气中。但它仍然是一种碳中性燃料，因为它释放的二氧化碳与生产所需的二氧化碳量相同，但通过将其锁在聚丙烯等塑料中，二氧化碳被隔绝在大气之外，这使得产品成为负碳燃料。2021年，化学工业的全球二氧化碳排放总量约为9.25亿吨，约占全球排放量的2%。随着汽油和柴油等碳氢燃料的逐步淘汰，许多石油和天然气公司希望保持化工行业对其产品的需求。

从清洁的氢气和二氧化碳中生产塑料的好处，被从废塑料中制造氢气的进展进一步推动。英国的Powerhouse Energy是众多开发出将塑料等不可回收废物转化为合成气以生产氢气、电力和化学原料技术的全球公司之一。由可再生氢制成塑料，然后将废弃物再转化为氢气，这就是循环经济。

不久前LG宣布与北美环保燃料企业Gevo签订联合研发协议，其中Gevo负责提供生物乙醇(Bio-Ethanol)制造丙烯(Propylene)的技术，LG化学则通过联合研究和建造工厂，目标到2026年实现生物丙烯(Propylene)商业化。

石化巨头Braskem表示正在评估在美国生产负碳生物基聚丙烯（PP）的投资，也是用生物乙醇最终转化为生物基PP。

据全球市场调查机构Nova Institute透露，2023年生物基塑料生产规模将达到450万吨，到2027年预计年均增长14%，而作为量最大的聚乙烯和聚丙烯，市场实在诱人。

文章来源： DT新材料，正能量露珠tYM，中国化工信息周刊