废弃CO₂变身化工原料……KIST开发高纯度甲酸生产工艺[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 09 Aug.2026 12:00(KST)

无需分离、提纯，直接转化捕集的二氧化碳……转化率达94%、纯度达98%
生产成本降至一半，温室气体排放也减少31%

一项可将工厂和发电厂排放的二氧化碳（CO₂）无需经过额外分离、提纯流程，直接转化为高附加值化工原料的技术已开发完成。该技术有望大幅降低现有碳捕集与利用工艺的能耗和成本，同时提升碳中和水平与化学产业竞争力。

韩国科学技术研究院（KIST）7日表示，清洁能源研究中心Won Dahye、Lee Ung研究团队与国民大学Lee Chanwoo教授团队共同开发出一体化工艺，可将捕集的二氧化碳直接进行电化学转化，生产高纯度甲酸（Formic acid）。

通过电化学转化捕集的二氧化碳生产高纯度甲酸的一体化工艺。研究团队供图

该研究成果发表于能源领域国际学术期刊Joule 4月网络版，并被选为8月封面论文。

甲酸是用于皮革、医药品及化学材料生产的基础化工原料。近年来，甲酸也作为氢气储存和运输介质受到关注，但目前大部分仍通过以化石燃料为基础的工艺生产。

现有碳捕集与利用技术需将捕集的二氧化碳重新分离、提纯并压缩为气体后，再用于化学反应，工艺复杂且能耗较高。

研究团队将以三乙胺为基础的捕集液直接投入电化学反应器，并采用锡-铜（Sn-Cu）催化剂，成功将捕集二氧化碳的94%转化为甲酸盐。此外，团队在稳定维持反应超过100小时的同时，将甲酸盐浓度提高至2.62摩尔（M），并通过实时分析阐明了转化机制。

随后，团队新开发出分离甲酸盐和捕集剂的工艺，生产出纯度最高达98%的甲酸。捕集剂可回收并重复使用。经济性分析显示，甲酸生产成本约为每吨410美元，仅为现有市场价格的一半；温室气体影响也较现有工艺降低31.1%。

研究团队照片。KIST供图

该技术有望广泛应用于发电厂、钢铁厂以及水泥和石油化工厂等二氧化碳大规模排放行业。由于可将捕集的二氧化碳立即转化为化工原料，因此能够简化工艺；若与可再生能源结合，预计还将有助于构建低碳化工工艺。

KIST高级研究员Won Dahye表示：“无需将捕集的二氧化碳重新分离为气体，而是将其转化为可供工业利用的高纯度液态化学产品，这一点具有重要意义。该技术将成为把原本以气态产品生产为主的同步捕集与转化技术拓展至液态化学产品的契机。”

KIST首席研究员Lee Ung说明称：“今后计划通过利用实际工业排放气体进行工艺验证、扩大反应器规模以及开展长期连续运行示范，进一步提高其产业应用可行性。”

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。