·目前二氧化碳的电催化技术面临三大挑战：一是筛选和设计反应界面，能够以较低的超电势（overpotential）来活化二氧化碳形成碳碳键（C-C）；二是理解控制催化选择性的分子机制和关键中间体；三是使用再生能源将催化剂转化成工作系统，并高产率运行。
11月3日，第二届世界顶尖科学家碳大会在上海科学会堂举行。
该会议由世界顶尖科学家论坛联合清华大学碳中和研究院与清华大学气候变化与可持续发展研究院共同举办。
3日上午，中国科学院外籍院士，材料化学、纳光电子学和纳流体学家，美国麦克阿瑟天才奖获得者杨培东在演讲中表示，为实现全球温控目标的二氧化碳电转化技术目前还不完善，这一技术还面临三大挑战。
杨培东表示，根据《巴黎协议》，全球的温控目标是温升控制在2摄氏度以下，那么人们要做的首先是碳中和，之后人类社会要快速地进入碳负阶段。为了实现这两个阶段目标，我们要做的不仅仅是碳捕捉，把它存储起来，还可以采用特定的技术把二氧化碳进行一些转化，比如利用电催化技术把二氧化碳转化成可再生能源或其他有用的物质材料。
杨培东介绍，人们希望以高选择性的催化剂，实现完整的电催化过程，把二氧化碳转换成其他物质，这是最理想状态的情况，但今天还没有实现这一目标。目前二氧化碳的电催化技术面临三大挑战：一是筛选和设计反应界面，能够以较低的超电势（overpotential）来活化二氧化碳形成碳碳键（C-C）；二是理解控制催化选择性的分子机制和关键中间体；三是使用再生能源将催化剂转化成工作系统，并高产率运行。
杨培东介绍，目前有两大类进行二氧化碳电转化的催化剂，一种是生物催化剂，一种是合成催化剂。
生物催化的二氧化碳转化，比如特殊的微生物体，它有多个酶协同作用，实现100%的选择性，二氧化碳进去，转化为有机物。在这个系统中，它的电势仅有100-200毫瓦，非常低；它的催化剂是可逆的活的催化剂；但是这种催化剂有弱点——生产力比较低。
杨培东介绍，目前确实有太阳能驱动的二氧化碳的固着技术。把这样的固着装置放在阳光下，再把二氧化碳通进去，里面的半导体以及生物催化剂可以很好地分解二氧化碳。这样的系统是活的，有生命的，其反应路径可逆，也可以增加一些有附加值的化学品，像汽油、药物、糖等。
除了生物催化剂，全球有很多实验室也在研究合成的电催化剂，比如相关的纳米颗粒催化剂。哪怕它的电势能非常高，浪费了很多的电压，反应的选择性也不好，但是它的生产率非常高，可以进行工业级生产。
杨培东表示，部分的电催化二氧化碳转化，能够帮助人们解决当前的一些能源的需求，减少碳足迹，但它只是目前中期的解决方案，不是最终的解决方案，“我们要进行完整的二氧化碳转化的电催化过程，需要进一步开发合成的电催化剂，它的电势能越低越好，同时它的生产力越高，选择性要和生物的催化剂一样有更高的选择性。”
