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发布日期:2018年6月15日
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中国科大电催化二氧化碳制备多碳醇燃料取得突破性进展

本报讯 中国科大俞书宏教授课题组与多伦多大学Sargent教授课题组在电催化二氧化碳(CO2)制备多碳醇燃料方面取得突破性进展。研究者首次提出在CO2的电还原过程中,通过调控碳-碳偶联“后反应”步骤,抑制烯烃产生实现高效多碳醇转换,为高能量密度液体醇燃料(发动机燃料)的选择性制备提供了设计思路。该成果于6月11日发表在最新一期《自然·催化》杂志上。

 电催化还原CO2制备碳基化学原料是解决可再生电能长期存储问题的有效手段。乙醇和丙醇作为可再生的运输燃料由于其高能量密度、便于远程运输以及可直接在内燃机中使用的特点,受到研究者的广泛关注。  

利用流动电解池设备解决了二氧化碳传质限制,促使这一核-壳-空位铜纳米催化剂的多碳醇法拉第转换效率达到32 %、转换速率超过120 mA cm-2,是目前国际上报道的最高电流密度。核-壳-空位铜的醇/烯烃产物比例是相应的纯铜催化剂的6倍以上。

这一研究阐述了一种新颖的催化途径,将提高选择性的关注点从C-C偶联反应转移到C-C偶联之后的反应,即通过抑制竞争C2产物的反应实现目标多碳醇产物的制备,为今后设计有效电催化剂合成多碳醇类燃料提供了新的思路。

   

 (合肥微尺度物质科学国家研究中心 中科院纳米科学卓越创新中心 苏州纳米科技协同创新中心 科研部)