最新Nat. Synth.：二氧化碳电化学合成碳酸亚乙酯！

第一作者：Jun Ho Jang

通讯作者：Min Sang Kwon，Ki Tae Nam，Ung Lee

通讯单位：韩国首尔国立大学，韩国科学技术研究院

论文速览

电化学方法已成为实现净零排放的关键策略，解决了制氢、CO2捕获和转化等关键目标。本论文提出了一种电化学启动的过程，整合了氢气生产、CO2捕获和转化三项任务，同时生产出有价值的工业化学品，如氢气、碳酸乙烯酯和聚氨酯聚合物。关键在于发现以碳酸氢钠形式捕获的CO2可以用于水溶液中的有机碳酸盐合成。

通过丁二酰亚胺作为有机催化剂，与质子、溴和CO2在整个过程中发生作用，实现了这一转变。技术经济分析和生命周期评估表明，基于所提出反应路径的商业规模过程具有盈利性和环境可行性。未来，这种方法可以推广用于合成各种有机碳酸酯，对于生产锂电池电解液、碳酸酯聚合物和非异氰酸酯聚氨酯聚合物具有重要意义。

图文导读

图1：电化学氢气生产、CO2捕获和利用的集成过程。详细描述了各个步骤（RX1-RX5）如何产生碳酸乙烯酯，并进一步生成BHU。

图2：琥珀酰亚胺衍生物作用的研究。

图3：碳酸乙烯酯转化为BHUs的过程，并进一步将其转化为聚氨酯聚合物。

图4：不同二胺与碳酸乙烯酯反应生成BHUs的底物范围和产率。

图5：双羟基聚氨酯生产的技术经济分析和生命周期评价。

总结展望

本研究成功开发了一种将CO2转化为有用化学品的新方法，不仅提高了CO2的利用率，还减少了对环境的影响。通过电化学过程整合了氢气生产、CO2捕获和转化，展示了一种经济可行且环境友好的解决方案。

此外，该过程有望扩展到其他有机碳酸酯的合成，为未来的碳捕集和利用技术提供了新的方向。未来的研究将进一步优化这一过程，提高效率和规模，以实现更广泛的工业应用。

文献信息

标题：Electrochemically initiated synthesis of ethylene carbonate from CO2

期刊：Nature Synthesis

DOI：10.1038/s44160-024-00543-3