赵双良教授团队在电催化二氧化碳合成甲酸研究方面取得突破

近日，国际知名期刊Chemical Engineering Journal报道了我院赵双良教授团队在二氧化碳电催化转化为有用化学品研究方面的最新进展。

大力发展碳捕集利用与封存（CCUS）技术，是减少碳排放、保障能源安全、实现可持续发展的关键途径。作为碳利用技术的重要组成，二氧化碳（CO₂）电催化转化为有用化学品这一新型技术的发展，受到了科技界、产业界的持续关注。该技术需使用电极催化剂，基于清洁电能在电极催化剂表面将CO₂还原为有机化合物。当前，电极催化剂仍存在稳定性差、催化活性低等技术瓶颈问题，严重制约了二氧化碳电催化转化技术的大规模工业推广。

围绕 “双碳”国家战略和行业技术发展关键瓶颈问题，赵双良教授牵头的结构热力学与微纳化工团队发展了一种基于电催化二氧化碳生产甲酸的新型锡基催化剂。甲酸是有机化工原料，锡基催化剂在电催化转化CO₂为有机化合物方面表现出优异的潜力。研究团队基于调控催化剂微观结构、调整界面形态这一思路，在碳布上构建具有大量孔隙的SnO/NiCo₂O₄层状结构，设计开发了SnO/NiCo₂O₄/CC新型锡基催化剂。该设计成功解决了锡基催化剂稳定性不高的问题，连续使用30小时后催化电流密度仍保持稳定，理论研究表明，NiCo₂O₄中含有的Ni³⁺/Co³⁺离子极大促进了催化电极中SnO的高抗失活性。此外，SnO/NiCo₂O₄/CC催化剂的催化性能明显优于绝大多数锡基催化剂，其在二氧化碳电还原为甲酸过程中具有高达91.87%法拉第效率。该研究为制备工业用催化剂来实现绿色、高效、小规模生产甲酸提供了支撑。

该论文题目为“Hierarchically Structured SnO/NiCo₂O₄/CC Catalysts with Stability and Superier Faradaic Efficiency for Electrocatalytic CO₂ Reduction to Formic Acid”，第一作者为化学化工学院2022级博士研究生王瑞丰，通讯作者为赵双良教授。该研究得到了国家自然科学基金（21978079, 22178072）和广西科技基地与人才专项（AD21220017）的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144049