主题：【分享】CO 2电还原技术有利于碳同位素( 12 C) 的转化，并有利于同位素分离与富集--碳13、C12、C13

研究人员发现，CO 2电解还原效果十分有利于碳同位素(12 C) 的转化。CO 2碱性电解质中的吸收和CO 2电化学还原都利于较轻的同位素体。

研究人员证明了在单程反应器中将13 C 馏分可以富集至~1.3%（即+18%），并提出了一种可持续且成本低的有吸引力的工艺来生产商业纯度的同位素。

我们的发现为以更便宜且能源密集度较低的方式生产对科学研发和化学研究至关重要的稳定同位素（13C、15 N）开辟了道路，并为可持续转型开发的电解技术的经济可行性开辟了道路。

就目前而言，制取13 C是通过一氧化碳或甲烷的低温蒸馏以工业规模生产的。由于原料中13C的自然丰度较低，且12 C 和13 C分离困难，现有13 C 生产工厂部署了超过 100 米高的17根塔，每年的产量不足一吨。（据报道最大的13 C 制造工厂每年可生产约 525 公斤13 C ）。根据工业部署流程的报告 ，估计需要 15 天才能将 CO 流的13 C 含量从 1.1% 预浓缩至10%。

为了寻找13 C 生产的替代方法，我们提出一个假象，参考co2光合作用可以分解产生并富集13C。我们首先分析了光合作用中13 C 的富集效应。在自然发生的碳循环中，12 CO 2同位素体优先通过几个步骤（CO2吸收、转化为光合作用前体）。因此，相对于13 C ， 12C 优先在生物中积累。我们假设，随着 CO 2电解（CO2R）与光合作用有一些相似之处，在CO 2转化为含有一个或多个碳分子的产物的过程中，它也可能区分13C 和12 C。此外，据报道，电解本身对于锂同位素分离具有明显的富集作用。尽管这种影响很小，但我们预计，通过仔细控制CO 2电解中发生的所有分子事件，我们也许能够进一步加强电化学相关的富集，并最终实现使用 CO 2电还原生产13C同位素。

根据推论及初步实验，我们的方法减少获取13 C 所需的时间，从长达数天的蒸馏活动缩短到 CO 2电解和分离所需的几分钟时间。重要的是，根据我们使用5% 13 C CO 2进料并观察显示同位素富集的实验，基于电解的技术也可用于获得高纯度13 CO 2流；但是，这可能需要更多数量的反应器和其间的分离步骤来实现。

总之，我们已经确定了 CO 2电还原在扩大可持续13C 标记化合物的获取方面的巨大潜力。更一般地说，电化学富集机制对具有非常相似物理性质的化合物进行更有选择性和可持续的分离开辟了途径，这可以在整个同位素生产市场中进行探索。