突破性科技：高效二氧化碳轉換技術問世

隨著氣候變遷與碳排放問題日益嚴峻，全球對於將二氧化碳（CO₂）轉化為化學燃料與化合物等有價值資源的高效技術需求日益增加。為此，韓國材料科學研究院（KIMS）奈米材料研究部門的樸大熙博士團隊，與韓國科學技術院（KAIST）化學系的樸正英教授團隊合作，成功開發出一種能大幅提升二氧化碳轉換效率的催化劑技術。

傳統的二氧化碳轉換技術因效率低下與高能耗問題，難以實現商業化。特別是單原子催化劑（SACs），其複雜的合成方法與難以穩定結合金屬氧化物載體的特性，限制了其效能表現。為克服這些挑戰，研究團隊開發了單原子與雙單原子催化劑（DSACs）技術，並引入簡化流程以提升催化劑效率。

這項技術利用雙單原子催化劑中金屬間的電子互動作用，實現了更高的轉換率與優異的選擇性（催化劑引導生成特定產物的能力）。此外，研究團隊透過精確控制金屬氧化物載體中的氧空位與缺陷結構，顯著提升了二氧化碳轉換反應的效率與選擇性。氧空位有助於二氧化碳在催化劑表面的吸附，而單原子與雙單原子催化劑則協助氫氣（H₂）的吸附。

研究團隊採用氣溶膠輔助噴霧熱解法合成催化劑，展示了其大規模生產的潛力。此方法將液體材料轉化為氣溶膠（細霧狀顆粒），並將其引入加熱腔室中，無需複雜的中間步驟即可形成催化劑。這使得金屬原子能均勻分散於金屬氧化物載體中，並精確控制缺陷結構，從而穩定形成單原子與雙單原子催化劑。

透過這項技術，研究團隊將單原子催化劑的使用量減少約50%，同時實現了超過傳統方法兩倍的二氧化碳轉換效率，且選擇性高達99%以上。這項技術可應用於化學燃料合成、氫氣生產與清潔能源產業等領域，其簡化的合成方法與高生產效率使其極具商業化前景。

樸大熙博士表示：「這項技術在顯著提升二氧化碳轉換催化劑效能的同時，透過簡化流程實現了商業化，將成為實現碳中和的核心技術。」樸正英教授則補充道：「這項研究提供了一種相對簡單的方法來合成新型單原子催化劑，可用於多種化學反應，並為開發二氧化碳分解與利用催化劑奠定了重要基礎，這正是應對溫室氣體引發的全球暖化最迫切的研究領域之一。」

這項研究得到了韓國材料科學研究院核心專案、韓國科學技術情報通訊部、產業通商資源部以及國家科學技術研究委員會的資助。