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国内专家研究开发新才干助力二氧化碳高效转化

我国学者新方法将二氧化碳高效转化为清洁能源甲醇

我国学者研发新技术助力二氧化碳高效转化为甲醇

新华社合肥4月30日电近期,中国科学技术大学曾杰教授研究团队与中科院上海同步辐射光源研究员司锐合作,研发出一种新型铂单原子催化剂,可将二氧化碳高效转化为纯度90%以上的甲醇,这对减排和开发新能源具有重要意义。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

合肥5月24日电记者从中国科学技术大学获悉,该校教授曾杰研究团队近期构筑出铂—硫化钼原子级分散催化剂,并有效拉近催化剂表面铂单原子之间距离,从而实现“单中心近邻原子协同催化”这一新型作用机制,将二氧化碳高效转化为甲醇。国际权威学术期刊《自然:纳米技术》日前发表了该成果。

二氧化碳加氢反应后的产物比较复杂,既可能是甲醇,也可能是一氧化碳、甲酸,甚至是另一种温室气体甲烷。这也是国际科学界近年来致力于解决的一个科技难题。

把二氧化碳转化为甲醇、甲酸等清洁液体燃料,不仅能缓解碳排放引发的温室效应,还将成为理想的能源补充形式。科研人员介绍,在这种新型催化剂中,铂以原子级别分散在载体表面,实现了最大化的贵金属原子利用率,降低了材料成本。过去的制备手段合成的单原子催化剂负载量很低,导致整体催化效率不高,在该工作中,科研人员在保持贵金属原子级别分散的同时,将其负载量提高到7.5%,达到贵金属催化剂实用化对负载量的要求,大大加快了单原子催化剂从实验室走向工业界的进程。

曾杰教授研究团队与司锐研究员合作,研发出一种负载在金属有机框架上的铂单原子催化剂。这种铂单原子催化剂催化的二氧化碳加氢产物中,甲醇的纯度高达90.3%,其他成分不足10%。

科研人员还发现,在二氧化碳加氢制甲醇反应中,两个近邻铂原子的催化活性远高于两个孤立铂原子的活性之和。针对这种 “1+1>2”的现象,他们提出了 “单中心近邻原子协同催化”这一新概念,突破了人们对单原子之间互不干扰的传统认识。

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