記者7月19日從云南大學(xué)材料與能源學(xué)院了解到，該院云南省先進(jìn)能源材料國(guó)際聯(lián)合研究中心郭洪教授團(tuán)隊(duì)近期在新能源存儲(chǔ)材料領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，他們研發(fā)出一種納米薄片，可通過(guò)光催化將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?。?guó)際著名期刊《化工學(xué)報(bào)》發(fā)表了相關(guān)研究成果。

近年來(lái)，化石燃料的過(guò)度使用已經(jīng)引起了全球的能源危機(jī)及環(huán)境問(wèn)題，極大地阻礙了人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

“過(guò)量二氧化碳排放，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境和能源問(wèn)題。通過(guò)光催化作用轉(zhuǎn)化二氧化碳，是目前公認(rèn)的解決能源短缺和過(guò)量二氧化碳排放問(wèn)題的最有效策略之一。”論文通訊作者郭洪教授介紹。但是，由于羰基裂解能高，光催化轉(zhuǎn)化二氧化碳也遠(yuǎn)沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中得到普及。此前的研究表明，二維納米材料因其特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，具有高還原性。

為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，在課題組前期研究基礎(chǔ)上，郭洪結(jié)合材料中空結(jié)構(gòu)形貌構(gòu)筑雙金屬位點(diǎn)和富硫空位的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種超薄納米片異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有更好的可見(jiàn)光光催化劑活性，顯著提高了光催化還原二氧化碳生成碳?xì)浠衔锏倪x擇性和活性。

這種納米薄片中，硫空位的引入產(chǎn)生的雙金屬位點(diǎn)，使催化劑具備了電化學(xué)還原二氧化碳反應(yīng)中對(duì)產(chǎn)物碳?xì)浠衔镙^高的選擇性;而石墨相氮化碳的中空球殼結(jié)構(gòu)，則可以通過(guò)增大可見(jiàn)光在腔體內(nèi)的反射次數(shù)，提高可見(jiàn)光的利用率，從而對(duì)催化劑的性能進(jìn)行優(yōu)化。并且通過(guò)原位紅外與密度泛函理論計(jì)算，明確了電化學(xué)還原二氧化碳反應(yīng)中對(duì)碳?xì)浠衔镉酗@著選擇性的機(jī)制。

這項(xiàng)研究，為開(kāi)發(fā)低成本與持久循環(huán)穩(wěn)定性、高活性和選擇性的二氧化碳催化轉(zhuǎn)化提供了一種新策略。

(記者趙漢斌)