你知道吗？每天产生的大豆加工废水和电镀废水中，藏着能变废为宝的“宝贝”——前者含有大量废弃蛋白质，后者含有重金属镍。这些原本让人头疼的“污染物”，最近被我国科研团队“组CP”，制成了高效催化剂，还能把二氧化碳“变”成一氧化碳。这到底是怎么做到的？

废物与碳排放：双重环境挑战

随着全球对碳减排的重视，二氧化碳电化学还原（ECO2RR）技术成为热点——它能将二氧化碳转化为一氧化碳等有用气体，既减碳又产价值。但传统催化剂要么依赖昂贵材料（如金属有机框架、碳纳米管），要么制备复杂，限制了大规模应用。更棘手的是，有机废物（如大豆加工废水）和重金属废水（如电镀废水）每年产生量巨大，处理不当会污染环境，还会释放温室气体。如何“一箭双雕”处理这些废物并助力减碳？成了科研难题。

变废为宝：废弃蛋白“锁”住重金属造催化剂

来自哈尔滨工业大学的团队找到了关键解法：用大豆肽加工废水中的蛋白质当“载体”，吸附电镀废水中的重金属镍，再通过静电纺丝技术（类似“拉面条”）制成气体扩散电极（GDE）。这种电极不需要额外的气体扩散层，直接让镍单原子均匀“粘”在纤维表面，形成高效催化位点。

简单来说，废弃蛋白就像“分子胶水”，能牢牢“抓住”镍离子，防止它们团聚成大颗粒；静电纺丝则把这些混合物拉成超细纤维，形成多孔结构，既让二氧化碳快速扩散，又能“储存”二氧化碳分子，提升反应效率。

实验数据：96%转化率，稳定又高效

实验结果令人惊喜：这种用废物制成的GDE，在二氧化碳还原反应中表现出色。在单室电解池中，法拉第效率（衡量反应转化效率的指标）最高达96%，意味着96%的电能用于将二氧化碳转化为一氧化碳，只有不到4%的能量浪费在副反应（如产氢气）上。在更接近实际应用的膜电极组件（MEA）中，当电流密度达到50 mA/cm²（相当于每平方厘米电极每秒处理大量二氧化碳）时，法拉第效率仍保持在81%-98%，能量效率超过50%。连续运行8小时后，催化剂性能几乎不变，稳定性极佳。

技术亮点：成本低、易推广

相比传统催化剂，这种“废物造”催化剂有两大优势：一是原料成本低——废弃蛋白和重金属废水都是“免费”或低成本获取的；二是制备工艺简单——静电纺丝技术成熟，适合大规模生产。论文数据显示，这种方法还能协同处理每年约478万吨有机废物和5万吨重金属，相当于给环境“减负”。

未来展望：从实验室到工业应用

目前，团队已验证了技术的可行性，但要真正落地还需解决几个问题：如何大规模稳定获取废弃蛋白和重金属废水？不同来源的废物成分差异是否会影响催化剂性能？此外，一氧化碳作为产物，如何进一步转化为燃料或化学品，也需要配套技术支持。

不过，这项研究为“变废为宝”和“碳转化”提供了新思路——未来，或许我们可以用大豆加工厂的废水和电镀厂的废水，共同“生产”出能吸收二氧化碳的催化剂，既处理了废物，又助力了碳中和。

来源: FESE Message