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天津大学张生教授Acc Chem Res介绍二氧化碳电化学转化研究进展
发布时间:2020-01-12 22:55:12    来源 :澳门皇家赌场-澳门皇家堵场-澳门皇家赌城网址

  本站讯(通讯员 李莎)随着全球经济的快速发展,人类对能源需求量直线上升。我国是一个多煤、贫油、少气的国家,煤炭作为一种重要的化石燃料在我国能源结构中占据了重要的地位。如何减少煤炭使用过程的CO2排放中对人类环境的影响,成为我国能源领域研究的重要课题。利用太阳能、风能等可再生能源产生的日益廉价、清洁的电能将二氧化碳转化为燃料和化学原料,既可以消耗过量的二氧化碳,又能将这些可再生能源转化为化学品进行储存,对保护环境和推动社会与经济的可持续发展具有巨大而深远的战略意义。

  二氧化碳电催化还原系统的关键部件包括电催化剂(决定产物选择性)、离子传导膜(影响能量转化效率)、电极(实现技术应用)等。目前该技术的瓶颈之一在于高效催化剂的开发。针对这一问题,近期化工学院张生教授作为通讯作者与合作者应邀在国际权威期刊《 化学研究评述 》上发表了题为“二氧化碳减排:从均相到多相电催化”(CO2 reduction: from homogenous to heterogeneous electrocatalysis)的论文介绍之前在二氧化碳电催化领域的研究成果,天津大学为论文第一通讯单位。

  论文介绍了均相和多相二氧化碳电催化还原过程的特点,以均相催化剂、负载型均相催化剂和非均相纳米催化剂为切入点各自阐明了其反应机理与优缺点。均相催化剂结构均一,催化机理明晰,适合进行研究反应,然而其分散在电解液中使得难以回收再利用,不利于实际利用。所以,利用各种界面技术将其固载化是一个解决思路,但是其在长期的反应过程中常常会遇到性能的衰减。大比表面积纳米催化剂由于超高的催化活性,适合大规模应用在近些年来获得了广泛地关注,但由于表面结构复杂,反应机理解析困难。

  目前技术已经实现两电子还原产物甲酸和一氧化碳的高选择性制备,可以满足商业化的要求。下一步是进行二氧化碳深度还原,实现高选择性生产高能量密度的碳氢燃料以及多碳产物。其中对于关键中间体的探究,各种配体的调控以及界面的构效关系研究是未来研究的关键方向。

  《化学研究评述》(Accounts of Chemical Research)是美国化学会旗下的权威综述类学术期刊,2018年该期刊的影响因子为21.661,与美国化学会旗下的《化学评论》(Chemical Reviews)和英国皇家化学会旗下的《化学会评论》(Chemical Society Reviews)被公认为国际化学化工领域的三大综述期刊。《化学研究评述》杂志在化学研究领域颇具影响力,以主要介绍团队自己的系统研究而不同于其它两个综述类期刊。

  张生,化工学院长聘教授,国家海外高层次人才。长期致力于能源电化学与化工领域,研究涉及化工、材料、化学、物理等学科,具体研究方向包括二氧化碳电化学转化系统与过程强化;质子传导膜构建与洁净能源器件;先进催化剂设计与可控合成,目前已在Nature Nano. (2)、Nature Comm. (2)、PNAS、Acc. Chem. Res.、JACS (3)、Angew. Chem.(2)等化学、化工、材料领域权威学术期刊发表SCI论文40余篇,国内外相关学者在Nature、Science杂志上引用6, 300余次,单篇最高引用800多次,其中8篇论文单篇引用超过300次,H因子为30,ESI高被引论文9篇,同时拥有授权/申请专利共5项,曾获得省部级科学技术一等奖等荣誉。

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