教學(xué)周
本網(wǎng)訊(化學(xué)化工學(xué)院 陳世霞)近日, 我?;瘜W(xué)化工學(xué)院王珺教授課題組在二氧化碳催化還原領(lǐng)域再次取得重要進(jìn)展,在國(guó)際頂級(jí)期刊 Energy & Environmental Science(影響因子:32.4)上發(fā)表了題為“Revolutionizing electrochemical CO2 reduction to deeply reduced products on non-Cu-based electrocatalysts”的綜述性論文。我校博士研究生余昊明為第一作者,化學(xué)化工學(xué)院王珺教授和Monash University張杰(Jie Zhang)教授為共同通訊作者。
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利用電化學(xué)CO2還原反應(yīng)(eCO2RR)將CO2轉(zhuǎn)化為增值化學(xué)品和燃料是一種極具潛力的碳中和策略。相比于合成簡(jiǎn)單的CO和甲酸鹽/甲酸產(chǎn)物,生成深度還原產(chǎn)物(如醇類、烴類等)具備更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。盡管Cu基催化劑在此領(lǐng)域已取得顯著進(jìn)展,但其固有的低選擇性和穩(wěn)定性問(wèn)題一直是制約其商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。近些年來(lái),非Cu基催化劑在深度還原產(chǎn)物生產(chǎn)上取得重大突破,但相關(guān)研究尚處于初級(jí)階段,缺乏系統(tǒng)性的梳理與總結(jié)。
本文首先深入剖析了非Cu基催化劑在促進(jìn)深度還原產(chǎn)物生成過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)理,精準(zhǔn)定位了影響產(chǎn)物分布的關(guān)鍵中間體,為理解并優(yōu)化這些催化劑的催化行為提供了新視角。進(jìn)一步歸納了通用催化劑設(shè)計(jì)策略,發(fā)現(xiàn)相同策略在非Cu基催化劑和Cu基催化劑的作用效果不盡相同,甚至部分策略相差巨大。展望未來(lái),本文強(qiáng)調(diào)了機(jī)器學(xué)習(xí)和密度泛函理論(DFT)在催化劑篩選中的關(guān)鍵作用,同時(shí)提出eCO2RR未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。該綜述為合理設(shè)計(jì)CO2深度還原的非Cu基催化劑設(shè)計(jì)提供了全面指導(dǎo)。
此前,王珺教授課題組在二氧化碳催化還原領(lǐng)域也取得了一系列重要進(jìn)展,包括(Adv. Sci., 2022, 9, 2202006; Appl. Catal. B: Environ., 2022, 316, 121587; Chem. Eng. J., 2024, 479, 147694; Small. 2023, 2300417; Nano Research, 2023, 16, 146-154)等。
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編 輯:王 葳
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