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盡管世界非常依賴塑料，但這種多功能材料對環境造成了可怕的損失，首先是其生產過程中排放的大量二氧化碳。多年來，科學家們一直在嘗試將捕獲的二氧化碳轉化為有用的材料，如乙烯（塑料的主要前體之一），使用石墨烯量子點或食硫菌等新技術可以用來應對這一問題。

在這項新的研究中，UIC團隊設計了一個電化學電池，可以更有效地進行轉換。腔室的一半充滿了水基溶液，而另一半則含有氣態二氧化碳。它們被一個三維銅網隔開，電流通過銅網。

這個過程將帶電的氫原子從水分子中吸引到另一個腔室，然后它們在那里與二氧化碳中帶電的碳原子結合，形成C2H4-乙烯。該團隊說，幾乎100%的二氧化碳被轉化為乙烯，這比其他方法高得多，該過程的副產品包括氧氣和其他碳基燃料。

通常情況下，乙烯生產是一個能源密集型過程，按照傳統工藝，每生產一噸乙烯就會釋放多達1.5噸的二氧化碳。但該團隊表示，如果使用可再生能源來運行新系統，它可以使塑料生產消耗的二氧化碳反而多于它釋放的二氧化碳。

這項研究的首席研究員Meenesh Singh說："這是一個凈負系統，每生產1噸乙烯還可以用掉6噸二氧化碳，如果采用舊的工藝，這些二氧化碳就會被釋放到大氣中。"

就能源效率而言，該過程還將約10%的太陽能轉化為碳產品，約4%轉化為乙烯。這聽起來可能不多，但該團隊表示，前者的效率比目前最先進的技術高五倍，而第二個數字與自然光合作用差不多。

該研究發表在《細胞報告物理科學》雜志上。