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二氧化碳轉(zhuǎn)化研究取得新進展

作者：孫丹寧 來源：中國科學報

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 近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員肖建平團隊和南京大學研究員鐘苗團隊合作，在二氧化碳轉(zhuǎn)化研究方面取得新進展。團隊通過合金化策略增加了電化學還原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(xiàn)C2+產(chǎn)物法拉第效率達91±2%，其中乙烯為73±2%。相關成果發(fā)表在《自然-通訊》上。

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(huán)境和能源可持續(xù)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(zhàn)性。

本工作中，肖建平團隊基于自主開發(fā)的圖論和反應相圖分析算法，根據(jù)全局能量最優(yōu)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(chǎn)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(zhì)中C2+單程產(chǎn)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(zhuǎn)化至關重要。

研究發(fā)現(xiàn)，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(lián)反應活性，有效促進了CO2到C2+的還原。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-36926-x

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