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新方法使二氧化碳还原效率提升200%

发布时间:2019-07-08

4日,记者从中南大学获悉,该校刘敏教授团队和加拿大Edward Sargent教授、台湾科技大学黄炳照教授等团队合作,首次从金属量子点中“捕获”二氧化碳,使二氧化碳还原效率提升200%以上,大大提升了碳循环利用效率。相关成果日前发表于国际著名学术期刊《焦耳》上。


据悉,利用电化学还原,在温和可控的条件下,将二氧化碳还原为有用的碳氢燃料和化学品,是“捕获”大气中二氧化碳、解决其循环利用的有效途径。然而,这一途径的实现,却受限于催化剂难觅之困。


通讯作者刘敏介绍,有一类名为“量子点”的重要低维半导体材料,其含有大量可导致光电性能下降的“缺陷点位”。这些“缺陷”,恰好能改善催化剂活性。只是,这种特性很难在常规金属催化剂中被利用。此次,三方团队合作,通过将硫化物量子点原位电化学还原,实现了高倍率金属空位量子点的制备,并将其应用在了二氧化碳还原领域。这种量子点衍生的催化剂,保持了3—5纳米的尺寸大小,但其金属空位高达20%,并在金属量子点中呈现良好的原子级分散,从而为二氧化碳还原反应提供了合适的原子结构与电子结构。在数百小时的二氧化碳还原反应中,它均保持了良好的催化活性,性能超出现有催化剂两倍以上。此外,通过验证,该类催化剂在多种金属,如金、银、铜、铅等均有良好普适性,有望在二氧化碳循环利用中带来潜在应用。