实现串联催化二氧化碳电化学还原制甲烷

 
中科院大连化学物理研究所  
实现串联催化二氧化碳电化学还原制甲烷  
 

 

 

串联催化二氧化碳电化学还原制甲烷     课题组供图

 

 

 

克日，中科院大连化学物理研究所催化基本国度重点尝试室研究员汪国雄与包信和院士团队在二氧化碳电催化还原研究方面取得新希望。实现了非铜基催化剂上串联催化二氧化碳电化学还原制甲烷，为二氧化碳电催化还原制碳氢化合物提供了新思路。相关研究成就颁发于《德国应用化学》。

 

二氧化碳电催化还原操作洁净电能将二氧化碳和水转化为化学品和燃料，被认为是一种能同时实现碳轮回操作和可再生能源存储的有效途径。将二氧化碳直接电化学转化为碳氢化合物涉及到多电子还原回响进程，存在转化路径巨大、选择性难以调控等科学问题。今朝研究主要会合在铜基催化剂,但铜基催化剂中一价铜活性中心易在回响条件下被还原而失活。非铜催化剂仅有少量报道，成长非铜催化剂电催化还原二氧化碳制碳氢化合物是一个值得摸索的研究课题。

 

汪国雄先容，团队研发了一种酞菁钴和锌—氮—碳串联催化剂，能有效地将二氧化碳电化学还原为甲烷。与单独酞菁钴或锌—氮—碳对比，这种串联催化剂的甲烷和一氧化碳的生成速率比提高了100倍以上。

 

颠末密度泛函理论计较和比较尝试，研究功效表白，二氧化碳首先在酞菁钴上还原为一氧化碳，然后一氧化碳扩散到锌—氮—碳长进一步转化为甲烷。这种串联催化新要领，将二氧化碳转化制备甲烷的进程解析为在两种活性位点长举办的串联电催化回响。

 

在串联催化体系中，酞菁钴通过提供一氧化碳使锌—氮位点中邻位氮上的吸附氢得以保存，从而提高了甲烷的生成速率。

 

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202009191

 

 

版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请在正文上方注明来历和作者，且不得对内容作实质性窜改；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。