大气中二氧化碳（CO2）浓度上升，会形成温室效应，直接导致全球变暖、海洋酸化，甚至引发极端天气、自然灾害频率增加。今年以来，频发的自然灾害再次引发人们对温室气体排放的关注。

目前主流的碳减排技术中，碳捕获封存CCS已开始示范试点，而直接转化成有效能源或产品，也逐渐得到业界关注。

据美国哥伦比亚大学教授、国际催化领域著名科学家陈经广介绍，为控制大气中CO2浓度，可以考虑通过热催化和电催化技术将CO2还原为化学品和燃料的方式，同步实现CO2排放降低和价值提升目的。

目前主流的技术路线是热催化、电催化和光催化。从CO2转化的还原产物主要有甲醇、甲烷和CO三种。在工艺上，需要先将CO2变为一氧化碳，再加上费托合成技术，才可以转化成为石油。目前看来，将CO2转化成一氧化碳（CO）是将CO2转化为其他燃料的关键初始步骤，也是解决温室气体问题的第一步。

其中一个思路是用天然气、页岩气中的乙烷，与CO2反应，进而制备汽油、塑料乙烯等，从而提升产品价值；思路二是电解水制氢，氢气可以和CO2反应变为甲醇，还可以制备燃料电池。该工艺可以将能源储存和环境保护结合起来，用污水做原料，产出纯净水。

由于CO2是一种高度稳定和惰性的物质，在还原过程中催化剂能否突破，就成为关键因素。目前，科研人员正在致力于寻找新思路。

据陈经广介绍，在甲醇制备方面，一个商业化催化剂是铜锌铝催化剂；在电解水制氢方面，美国哥伦比亚大学选择了薄片型低铂路线，同时将铜钛结合，可以降低上千上万倍成本，目前已取得专利，显露出商业化曙光。

实际上，氢燃料电池产业发展的一个瓶颈就是催化剂铂成本高昂，低铂路线无疑为产业发展带来了曙光。但从用铂量而言，燃料电池的阴极不能缺铂，因此最多只能减一半的量。

据中国工程院院士衣宝廉介绍，现在非贵金属催化剂还处在研发阶段，对车用的PEMFC氢燃料电池，因工作电流密度高达安培级，只能采用低铂或超低铂电催化剂。但是，非贵金属电催化剂在民用电站或不间断电源还是有可能获得应用，因为这种应用的电池工作电流密度较低，为几百毫安即可。

也有分析认为，在没有真正发现合适的催化剂之前，过分乐观看待并规划使用CO2制造能源和产品，可能言之过早。

据中国科学院物理研究所研究员陈应天介绍，对电解水而言，目前可用的催化剂都价格都过于昂贵，在银、铂之外，人们开始在镍、铁、钴等方面做文章，但又发现生产出来的CO，对所述的铁、镍、钴有毒化作用，使得催化剂中毒，无法将反应继续下去。

同时，目前空气中的CO2含量大约是300ppm～500ppm，即0.03%～0.05%，未来商业化的路径应该是工业领域的副产CO2，能否孕育出更好的商业模式也是一大挑战。