游波/夏宝玉教授合作在锡基集成二氧化碳转化方面取得新进展

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5月2日，化学与化工学院游波、夏宝玉教授和中南大学刘金龙教授的最新合作研究成果“Simultaneous Generation of H2O2 and Formate by Co-Electrolysis of Water and CO2 over Bifunctional Zn/SnO2 Nanodots”在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）刊发。
         将温室气体二氧化碳电催化还原为高附加值的化学品或燃料如甲酸，是实现双碳目标的有力途径。但目前催化剂的选择性、活性仍有待进一步提高。此外，二氧化碳还原过程中的阳极析氧半反应（OER）的反应能垒高、O2产物价值低。虽然在阳极添加更易氧化的有机底物如醇等，能有效抑制OER的发生。但有机物有限的溶解度不利于大电流工业化电解，且其在催化剂表面的特异性吸附导致催化剂部分失活甚至毒化。另外，阴阳极使用不同的催化材料意味着需要多步、单独合成，不利于成本的降低。

        受自然界光合作用协同催化的启发，游波团队致力于能源小分子的集成电活化研究，发展了催化剂及电解过程的功能集成、反应集成等新范式（Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1571; Nat. Commun. 2021, 12, 2008）。
        针对上述问题，研究者们合作报道了基于锡基双功能催化剂的集成二氧化碳电催化系统。该体系以锌掺杂氧化锡纳米点为双功能电极材料，实现了单一催化剂驱动的同时阴极甲酸和阳极过氧化氢的电化学合成。本研究为双功能催化剂的设计和集成电合成提供了新的思路，这种通过双功能催化剂耦合阳极和阴极反应的复合策略可以扩展到其他电化学反应中，以实现高价化学品的高效联产。
       我校为该工作的第一完成单位及通讯单位，游波、夏宝玉和刘金龙教授为论文的共同通讯作者，游波课题组2021级博士研究生胡新为第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划（2021YFA1600800）、华中科技大学学术前沿青年团队计划等资助。
       论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202304050
      


        文章来源：华中科技大学
        夏宝玉，华中科技大学教授，博士生导师。2010年毕业于上海交通大学大学，获工学博士学位。2011年至2016年在新加坡南洋理工大学能源研究所和化学与生物工程学院工作。主要从事结构功能材料的设计及其在能源、环境等领域应用的教学与研究工作，包括研发新型水电解池、燃料电池、金属空气电池以及二氧化碳转换等能源技术，并在新能源与新材料工程领域取得一系列创新性研究成果。近些年在国际学术期刊发表论文49篇，包括Nat. Energy 1篇，Nat. Commun. 1篇，J. Am. Chem. Soc. 3篇，Angew. Chem. Int. Ed. 6篇，Adv. Mater. 2篇，Energy Environ. Sci. 1篇等。发表论文包括2篇ESI热点论文 (hot paper) 、15篇ESI高被引论文、4篇封面论文、1篇VIP论文和2篇热点论文 (Angew. Chem.)，研究成果被ChemistryViews和MaterialsViews等多个国内外媒体报道。截止目前，论文被国内外同行引用超过2500余次，单篇最高被引用次数达到250次，单篇引用次数超过100次的有12篇，H指数25。2016年获RSC Top 10 Reviewers for J Mater Chem.
        游波，男，华中科技大学化学与化工学院教授，博士生导师。2014年7月在中国科学技术大学邓兆祥教授课题组获得博士学位后，分别在美国犹他州立大学Yujie Sun、新加坡南洋理工大学Hong Li以及澳大利亚阿德莱德大学Shi Zhang Qiao教授课题组从事博士后研究工作。研究兴趣主要集中在非贵金属纳米材料的合成及其在能源催化领域的应用。目前，已经在Accounts of Chemical Research, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie, Joule, Nature Communications, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, ACS Catalysis, Nano Energy, Chemistry of Materials, Small 等杂志发表论文53篇。其中ESI热点论文4篇、ESI高被引论文12篇。“基于非贵金属的双功能电解水催化剂”的工作被由中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心以及科睿唯安联合发布的《2017研究前沿》评为化学与材料科学里的“重点新兴前沿”，“美国犹他州立大学在此领域表现突出，美国6篇核心论文有4篇出自该大学”。担任Joule, Nature Communications, Angewandte Chemie, Advanced Materials, Energy & Environmental Science, Advanced Functional Materials, Advanced Science, Nano Energy, Chemical Science, ACS Catalysis, Small, Journal of Catalysis, Chemical Communications等 40多种国际期刊审稿人,并荣获Web of Science “2019年交叉领域全球同行评议奖-Top 1%审稿人”。