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全球微資訊!我國科研人員在二氧化碳還原領(lǐng)域取得新突破

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日期:2022-12-25 21:33:26    來源:科技日報    


(相關(guān)資料圖)

科技日報記者?張景陽?通訊員?胡紅波

記者25日從內(nèi)蒙古科技廳獲悉,內(nèi)蒙古大學(xué)科研團隊經(jīng)過不懈努力,在探索新型電催化二氧化碳還原材料領(lǐng)域取得重要突破。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于國際能源類期刊《先進能源材料》。

在“碳中和”的國際大背景下,設(shè)計具有高活性和選擇性的二氧化碳電還原催化劑具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用前景。當(dāng)前,金、銀、銅、鉑等貴金屬及其相關(guān)材料仍然是人們探索二氧化碳還原電催化劑的熱點。然而,貴金屬催化劑具有催化活性低、產(chǎn)物選擇性差以及析氫效率高等問題。

內(nèi)蒙古大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院趙忠龍副教授帶領(lǐng)團隊,利用第一性原理計算模擬,首次提出了雙金屬單層電催化劑表面的“雙位泛函”機制,能夠有效地抑制析氫副反應(yīng)并提升二氧化碳電還原為甲酸產(chǎn)物的活性和選擇性。然而,實驗合成具有超薄殼層的雙金屬電極仍然是一個挑戰(zhàn)。鑒于此,該研究利用第一性原理計算模擬方法,首次提出過渡金屬碳化物和氮化物可以作為貴金屬單層的襯底,在保留“雙位泛函”的基礎(chǔ)上,能夠顯著提升催化劑的電化學(xué)穩(wěn)定性。

實驗表明,碳化物和氮化物支撐貴金屬單層以及單層團簇催化劑中存在氫-襯底反鍵相互作用,能夠打破吸附氫和二氧化碳還原中間物之間的能量線性關(guān)系。此外,研究團隊通過理論模擬預(yù)測了一系列具有較高甲酸、甲醇和乙烯等碳氫化合物產(chǎn)物選擇性的新型電催化劑,為提升電化學(xué)二氧化碳還原性能提供了新思路。

關(guān)鍵詞: 二氧化碳 科研人員

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