加州大学工程与应用科学学院助理教授吴静杰和他的学生在反应器中使用碳催化剂将二氧化碳转化为甲烷。被已故法国化学家保罗·萨巴蒂尔称为“萨巴蒂尔反应”，这是国际空间站用来从宇航员呼吸的空气中清除二氧化碳并产生火箭燃料以使空间站保持在高轨道上的过程。

但吴的想法要大得多。

火星大气几乎完全由二氧化碳组成。吴说，宇航员到达这颗红色星球后，通过在这颗红色星球上制造他们需要的东西，可以节省一半的返程燃料。

“这就像火星上的加油站。你可以很容易地通过这个反应堆泵送二氧化碳并为火箭生产甲烷，”吴说。

加州大学的研究与莱斯大学、上海大学和华东理工大学的合作者发表在《自然通讯》杂志上。

吴的化学工程职业生涯始于研究电动汽车的燃料电池，但大约 10 年前开始在他的化学工程实验室研究二氧化碳转化。

“我意识到温室气体将成为社会的一个大问题，”吴说。“许多国家意识到二氧化碳是我们社会可持续发展的一个大问题。这就是为什么我认为我们需要实现碳中和。”

拜登政府设定的目标是到 2030 年将温室气体污染物减少 50%，到 2050 年实现依赖可再生能源的经济。

“这意味着我们将不得不回收二氧化碳，”吴说。

吴和他的学生，包括主要作者和加州大学博士生张天宇，正在试验不同的催化剂，如石墨烯量子点——只有纳米大的碳层——可以增加甲烷的产量。

吴说，这一过程有望帮助缓解气候变化。但它在生产燃料作为副产品方面也具有巨大的商业优势。

“这个过程的生产力是 10 年前的 100 倍。所以你可以想象进步会越来越快，”吴说。“在接下来的 10 年里，我们将有很多初创公司将这项技术商业化。”