肖建平研究员团队揭示单原子合金催化二氧化碳电还原制一氧化碳机理 -

标题: 肖建平研究员团队揭示单原子合金催化二氧化碳电还原制一氧化碳机理 [打印本页]

作者: jia33 时间: 2023-2-2 08:43
标题: 肖建平研究员团队揭示单原子合金催化二氧化碳电还原制一氧化碳机理
近日，我所理论催化创新特区研究组（05T8组）肖建平研究员团队与中国科学技术大学曾杰教授团队、电子科技大学夏川教授团队合作在二氧化碳（CO2）转化制一氧化碳（CO）研究中取得新进展，研发出单原子合金催化剂Sb1Cu，实现了CO2高活性、高选择性还原制备CO，并探究了该过程的理论机理。
　　利用可再生能源实现CO2高效电还原，是减缓温室效应并实现“双碳”目标的重要手段之一。肖建平团队在前期工作中发现了CO2电催化还原制甲酸的双顶点活性趋势（Nat. Commun.，2020；Adv. Mater.，2021），揭示了单原子合金Pb1Cu电催化CO2还原制甲酸的高活性原因（Nature Nanotechnology，2021）。

　　本工作中，肖建平团队探究了单原子合金催化剂Sb1Cu电催化CO2还原表现出高CO选择性的原因。研究发现，Sb1Cu电催化CO2到CO的活性位为与单原子Sb相邻的Cu位点，并揭示了Sb1Cu相比于Cu可以有效减弱CO*的吸附能，降低CO*的覆盖度，抑制C-C偶联反应，从而提升了CO的选择性。通过电荷外插值法，肖建平团队计算了不同工作电势下的反应能垒，通过微观动力学模拟得到的理论速率也和实验结果有较好的吻合。该研究为设计高活性和特定选择性电催化材料提供了新思路。
　　相关研究以“Selective CO2 electrolysis to CO using isolated antimony alloyed copper”为题，于近日发表在《自然—通讯》（Nature Communications）上。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金、榆林创新院人工智能科技专项、中科院B类先导专项“功能纳米系统的精准构筑原理与测量”等项目的资助。（文/图董雪）
　　文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-35960-z
文章来源：大连化物所
肖建平博士2009-2013年在德国不来梅大学物理和电子工程系攻读博士学位(指导导师：Thomas Frauenheim教授和Thomas Heine教授)，主要从事固体氧化物表面稳定性和反应性的理论研究。2013-2015年在中国科学院大连化学物理研究所进行博士后研究工作(合作导师：包信和研究员/院士)，主要研究在限域环境下催化反应中的一般性规律和电子结构根源。2015-2017年在美国斯坦福大学进行博士后研究工作(合作导师：Jens K. Nørskov 教授/院士)，主要研究电化学还原二氧化碳得到液体燃料的基本原理和方法。2017年11月回国在浙江西湖高等研究院-理学研究所工作，总共发表学术论文57篇，包括Science, Nature Energy, Nature Communications, PNAS, PRL, JACS, Angew Chem, Chem. Sci.等等。

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