科學家發現硒化銅納米催化劑在二氧化碳電還原中的出色表現 相關研究成果近期發表在《自然·通訊》上

大量化石燃料的使用導致全球大氣二氧化碳的濃度不斷升高，通過電還原將二氧化碳轉化為燃料是實現碳循環最有前景的途徑之一，有可能減少我們對化石燃料的依賴并減輕大氣污染。一些電催化劑，如貴金屬和銅基催化劑，已經被證明能夠通過電還原二氧化碳生成甲醇，然而，同時在高電流密度和高法拉第效率(實際生成物與理論生成物的百分比)的條件下將二氧化碳轉化為甲醇仍然是一個挑戰。

針對這一挑戰，在“大科學裝置前沿研究”重點專項等的支持下，中國科學院化學所朱慶宮、韓布興研究組發現了硒化銅納米催化劑在二氧化碳電化學還原法生產甲醇過程中的出色表現，在285mV的低過電壓下，電流密度可高達41.5 mA·cm-2并且法拉第效率為77.6%。該電流密度比目前報道的電流密度高，并且甲醇生產的法拉第效率非常高。催化劑在反應中也非常穩定，其中銅和硒在催化反應中具有良好的協同作用。這項工作據報告是首次以硒化銅為催化劑進行電化學還原二氧化碳。該研究工作也指出，其他一些過渡金屬硒化物也可以設計成為有效的電催化劑，用于二氧化碳的還原。相關研究成果近期發表在《自然·通訊》(Nature Communications)上。

該研究工作為合理設計能夠產生高電流密度、高選擇性、高活性和高魯棒性的電催化劑奠定了基礎，對于二氧化碳電還原的大規模應用具有重要意義。