在这场人类共同面临的巨大挑战——温室效应中,“减少二氧化碳排放”就像是一个错综复杂的问题,它涉及国际、经济、贸易和技术等多个层面。科学家们从理论上认为,如果能将二氧化碳直接转化为有用产品,那么这个问题或许迎刃而解。自然界中的有机物燃烧产生水和二氧化碳,这意味着它们具有比二氧化碳更高的能量状态。要想把二氧化碳转变成有机物,需要外加能量,并且克服两者的巨大“能量壁垒”。然而,“外加能量”的提供本身可能会导致更多的碳排放,似乎陷入了一个死循环。不过科学家们并没有放弃,他们一直在努力寻找解决方案。

绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转换为糖类和淀粉,同时释放出氧气。这让我们思考:是否可以在工厂中实现类似的反应?经过几十年的研究,科学家们已经能够通过电化学输入能源以及金、银、铜等金属催化剂,在实验室内将二氧化碳转变为甲烷、乙烯等有机物。但对于更复杂的分子,如乙醇(酒精),反应效率和选择性都很低,因此缺乏实用价值。

2016年,一项技术突破发生在美国橡树岭国家实验室,他们发表了一篇论文,描述了一种铜纳米颗粒与石墨烯电极结合的催 化剂,可以高效地将二氧气与水合成酒精。此外,还有一些机构正在进行相似研究,比如荷兰科学家成功从空气中生产啤酒,而耶鲁大学的一位博士,也在探索这一领域。他后来与另一名科研人员合作成立了公司Air Co.开发一种直接从空气中生产伏特加的技术。这一过程基于太阳能电解水,将氢气与空气中的CO2进行催化学反应生成酒精,同时释放出氦作为副产物,然后使用蒸馏设备提高酒精浓度,最终得到40度伏特加。

这种无需发酵即可生产伏特加的方法,每瓶消耗1磅CO2,与传统方法每瓶产生13磅CO2形成对比,对环境更加友好,被称为“负卡排”。尽管每瓶售价65美元,比市场上的同类型商品贵,但他们强调其环保属性。在疫情期间,他们还调整业务,将部分资源用于制造消毒液,以满足当地需求。随着规模扩张,这项技术或许能够成为减少温室效应影响的一种关键途径。