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二氧化碳如何还原至甲醇?南科大课题组最新成果登上《自然》

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二氧化碳如何还原至甲醇?南科大课题组最新成果登上《自然》

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近日,南方科技大学材料科学与工程系梁永晔课题组与耶鲁大学化学系王海梁课题组合作在电催化还原二氧化碳(CO2)的研究方面取得重要进展,研究成果以“分子催化剂通过多米诺途径实现二氧化碳至甲醇的电还原转化”为题在《自然》杂志发表。

原标题:二氧化碳如何还原至甲醇

南科大梁永晔课题组最新成果登上《自然》

深圳商报2019年12月2日讯 近日,南方科技大学材料科学与工程系梁永晔课题组与耶鲁大学化学系王海梁课题组合作在电催化还原二氧化碳(CO2)的研究方面取得重要进展,研究成果以“分子催化剂通过多米诺途径实现二氧化碳至甲醇的电还原转化”为题在《自然》杂志发表。

当今人类社会对化石燃料的过度使用导致大气中CO2含量急剧升高,温室效应日益明显。因此,降低大气中CO2的含量及有效开发利用CO2具有重大研究意义。利用可再生能源产生的电能驱动CO2还原是实现化学品和燃料可持续生产的一种有效途径,也是一个学术竞争激烈的研究方向。

在CO2还原转化的过程中,电催化剂是制约能量转化效率以及原子经济性的关键。在众多CO2还原电催化剂中,分子类催化剂具有活性中心明确、结构调控容易的特点而被广泛研究。但是分子催化剂在催化性能上往往不如常用的贵金属催化剂,而且分子类催化剂大多只能实现CO2的两电子还原。

2012年加入南科大以来,梁永晔就选择了分子类电催化剂的研究方向开始组建研究团队,并与王海梁课题组展开紧密合作。研究团队发现,分子催化剂转化效率低下的关键原因在于分子导电能力弱以及分子的聚集效应。凭借团队内化学与材料学等多学科的交叉背景,经过数年的前期研究工作,团队发现将酞菁钴分子(CoPc)与碳纳米管(CNT)复合能使分子在CNT壁上分散,从而克服CoPc分子聚集以及不导电的问题,大大提高CO2还原成CO的电催化性能。这项前期工作是此次研究成果的重要基础。

梁永晔表示,研究能够顺利展开并取得突破性的成果,离不开学校提供的优越的研究条件和先进设备。“同时,学校鼓励多学科的交叉,我们团队可以和不同方向、不同系的研究人员进行紧密合作,这对我们研究的开展非常有帮助。”梁永晔认为他的研究过程虽然也有遇到瓶颈的时候,但整体还算顺利。他说:“要把研究做好、做深入,就是要坚持、要花时间的。”

耶鲁大学的吴越申是论文的第一作者,2017级南科大-哈工大联合培养博士生江占是论文的第二作者,第三作者为耶鲁大学的卢旭博士。梁永晔和王海梁是论文的共同通讯作者。(记者 吴吉 通讯员 刘馨)


[见圳客户端、深圳新闻网编辑:施冰冰]
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