打破多项世界纪录！华中科技大学最新成果，登顶《自然》！

发布者：闲散之人 2023-5-10 09:55

实现“碳达峰”、“碳中和”，是我国可持续发展、高质量发展的内在要求，也是推动构建人类命运共同体的必然选择。从资源、能源发展战略的角度来看，利用低品阶的可再生电能，通过二氧化碳催化电解手段，将二氧化碳转化为高附加值的碳基燃料或化学品，对于保护环境和推动社会与经济可持续发展具有巨大而深远的战略意义。

近日，华中科技大学光学与电子信息学院庞元杰教授团队历时4年，以二氧化碳为原料高效制备醋酸，揭开了“零碳”制造梦想的一角。团队最新研究成果“限制二碳吸附基团构象完成一氧化碳向乙酸盐电还原”（Constrained C2 adsorbate orientation enables CO-to-acetate electroreduction）在《自然》（Nature）发表，成果在多项指标上大幅打破了世界纪录。

光学与电子信息学院金健博士、博士生闵秋红，多伦多大学的Josh Wicks和上海交通大学的李俊教授为论文第一作者。庞元杰教授、多伦多大学E. H. Sargent教授、武汉理工大学麦立强教授为论文通讯作者。华中科技大学为论文第一通讯单位。

团队合影

该论文报道了一种新型稀释合金催化剂，可在高压强反应条件下将一氧化碳高效还原为乙酸。反应最高选择性（法拉第效率）达91%，已和二氧化碳至一氧化碳的电还原选择性相仿；能量转化效率达34%，为现有纪录两倍左右；长时运行可保持80%左右选择性820小时以上，大大超越现有纪录。

该工作实现了一种可持续的工艺，能够利用低品阶清洁电能将二氧化碳经一氧化碳两步转化为乙酸，实现了乙酸的零碳绿色生产，并在此过程中达到了高选择性和高能量转化效率。重要的是，该工作证实了二氧化碳电解技术在分布式清洁能源存储方面的应用潜力及使用二氧化碳电催化转化技术进行碳基化学品绿色合成的可行性，将为“双碳目标”的达成贡献一份力量。

庞元杰，华中科技大学，光学与电子信息学院，教授，博士生导师。2018年入选国家级人才计划，其科研方向为电催化二氧化碳还原，致力于发展高压三相界面反应体系，完成二氧化碳向多碳化学品的高效转化，构建兼容高压的近工况原位表征技术群，阐明压强在二氧化碳还原反应过程中对反应速率、反应路径、决速步、及选择性的调控作用，总结高压体系下材料及表界面构效关系，发展新颖、高稳定、高效生产多碳产物的催化剂体系。

庞元杰教授所在的华中科技大学光学与电子信息学院是学校实力最雄厚的院系之一。学院拥有强大的科研平台，依托武汉光电国家研究中心，有激光加工国家工程研究中心、下一代互联网接入系统国家工程研究中心，以及光电子技术省部共建协同创新中心、湖北省物联网接入工程技术研究中心、湖北省光电测试服务中心等众多省部级科研平台，

瞄准国家需求，学院在科研方面成绩显著，科研项目主要来源于国家重大专项、国家重点研发计划、国家重大仪器专项、国家自然科学基金等，不少科技成果已得到推广应用，为国民经济建设，社会发展和科学技术进步做出了重要贡献，共获得国家科技奖励7项，省部级科技奖励27项。