近日，我所催化基礎國家重點實驗室理論催化創新特區研究組（05T8組）肖建平研究員團隊和南京大學鐘苗研究員團隊合作，在二氧化碳轉化研究方面取得新進展，通過合金化策略增加電化學還原CO2反應中關鍵中間體的不對稱吸附從而改善C-C耦合活性，最終實現C2+產物法拉第效率達91±2%，其中乙烯為73±2%。
二氧化碳是一種重要的溫室氣體，對氣候變化的負面影響不容忽視。電化學還原CO2制備高附加值化學品或燃料，是解決環境和能源可持續性問題的一種前景方法。但CO2利用效率和還原選擇性控制仍然具有挑戰性。肖建平團隊在前期工作中對CO2電化學還原的反應活性和機理進行了系統研究（Nat. Commun.，2020；Nat. Nanotechnol.，2021；Adv. Mater.，2021；Nat. Commun.，2023）。
本工作中，肖建平團隊基于自主開發的圖論和反應相圖分析算法（ACS Catal.，2021），根據全局能量最優準則篩選出活性曲線頂點的CuZn合金催化劑，并預測其具有增加C2+產物選擇性的潛力。實驗制備的納米多孔Cu0.9Zn0.1高選擇性催化劑在弱酸性（pH=4）電解質中C2+單程產率為31±2%，CO2單程利用率超過80%。該催化劑提供了豐富的CuZnZn和CuZnCu位點，具有不對稱的CO吸附能，對于提高CO2的電催化轉化至關重要。研究發現，CO在鋅上的吸附比銅弱，將CuZn合金化可使表面二元位點具備不對稱的CO吸附能力，從而提高C-C偶聯反應活性，有效促進CO2到C2+的還原。
相關研究以“Accelerating electrochemical CO2 reduction to multi-carbon products via asymmetric intermediate binding at confined nanointerfaces”為題，于近日發表在《自然—通訊》（Nature Communications）上。以上工作得到國家重點研發計劃項目的資助。（文/圖 李琳）
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-36926-x
借助綠色氫氣將二氧化碳轉化為乙醇、航空煤油等可持續燃料。乙醇是化工基礎原料及高能量密度的清潔燃料，廣泛應用于日常生活和化工生產過程中。但是，相關的乙醇合成催化劑研發工作面臨挑戰。前期，中國科學院上海高......
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王峰團隊聯合意大利里雅斯特大學教授PaoloFornasiero等，在光催化氫氣異裂領域取得新進展，實現了常溫下氫氣異裂。加氫反應是化學工業中的重要反應之一，約......
記者31日從昆明理工大學獲悉，該校冶金與能源工程學院徐瑞東教授團隊聯合東南大學、瑞士洛桑聯邦理工學院、美國西北大學等機構學者合作，研發了一種新型非貴金屬電催化材料，為解決堿性條件下電解水制氫效率低、能......
中國科學院華南植物園副研究員盧哲、研究員王法明團隊在國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助下，研究揭示了未來氣候二氧化碳情景對藻源碳分配的影響。相關成果近日發表于《應用藻類學雜志》（Journ......
人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量。人工智能、物聯網（loT）和自動化技術的發展，給實驗室的運作方式帶來一場深刻的變革，即人工智能實......
在化學工業的“交響樂”中，催化劑如同一位無聲卻至關重要的指揮家，它能精準調控反應路徑，加速目標產物的生成，提升效率，更牽動著工藝的綠色與經濟命脈。對于中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所......
近日，中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究中心研究員、中國科學院院士張濤和研究員王曉東、副研究員黃傳德、研究員喬波濤等開發了一種擬酶銅基單原子催化劑（Cu1/CN），實現甲烷高效轉化制含氧化合......
近期，中國科學院合肥科學物質研究院固體物理研究所在常溫常壓電催化尿素合成領域取得進展，團隊以三聚氰胺熱解的二維g-C3N4為載體，構筑了N配位結構的銅單原子催化劑（Cu-N3 SAs），實現......
華東理工大學，化學與分子工程學院教授戴升團隊聯合中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員陸之毅團隊，深入研究了二甲基咪唑鈷（ZIF-67）催化劑在電化學析氧反應（OER）過程中的降解機制與相平衡調控規......
氫能，被譽為未來清潔能源的“明星”，正引領全球能源轉型的浪潮。然而，一個巨大的瓶頸阻礙著它的廣泛應用：我們手上有大量現成“粗氫”，卻難以高效、低成本地提純和儲存。復旦大學未來能源高等研究院包信和院士、......