俄勒岡州立大學(xué)開發(fā)選擇性催化CO2電化學(xué)還原的新型催化劑

俄勒岡州立大學(xué)(OSU)的研究人員在綠色化學(xué)研究方面取得了重要進(jìn)展，他們開發(fā)了一種新型催化劑，通過電化學(xué)還原的方法將溫室氣體CO2進(jìn)行轉(zhuǎn)化，期望實(shí)現(xiàn)碳的重復(fù)利用。這種催化劑可以選擇性地將CO2催化還原，預(yù)期的產(chǎn)物為CO。與傳統(tǒng)的高溫、高能耗CO2還原方法相比，CO2電化學(xué)還原反應(yīng)可在室溫下的液體溶液中進(jìn)行，所需的電力可以從太陽能等可再生能源中獲得，從而實(shí)現(xiàn)全過程綠色化。

在CO2電化學(xué)還原過程中，金屬納米催化劑表現(xiàn)出了將CO2選擇性地還原成某種碳產(chǎn)物的潛力。在試圖生產(chǎn)某種產(chǎn)品(如CO、甲酸或甲烷)時，控制納米結(jié)構(gòu)對于認(rèn)識反應(yīng)機(jī)理和優(yōu)化納米催化劑性能至關(guān)重要。然而，由于反應(yīng)途徑及產(chǎn)物的多樣化，CO2還原反應(yīng)的選擇性和效率歷來很低。為了得到某種產(chǎn)物(本研究中為CO)，要求催化劑具有很高的選擇性。盡管許多人在這一領(lǐng)域做了努力，但進(jìn)展甚微。

OSU的研究人員嘗試了一種新的策略，制備了酞菁鎳催化劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，在高電流密度下，采用該催化劑在氣體擴(kuò)散電極裝置中將CO2轉(zhuǎn)化為CO具有很高的效率，并且穩(wěn)定運(yùn)行了40 h。為了探究該催化反應(yīng)的機(jī)理，使用X射線吸收光譜分析了催化劑在反應(yīng)過程中的變化規(guī)律，為未來低碳能源轉(zhuǎn)化裝置的開發(fā)提供參考。

[靳愛民摘譯自 Industrial Chemistry Business News，2020-09-01]