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加快打造原始創(chuàng)新策源地,，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn),。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求,、面向人民生命健康,，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地,，率先建成國家高水平科技智庫,，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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青島能源所研發(fā)出用于甲烷高效電合成的高性能銅基鈣鈦礦/氧化鈣復(fù)合催化劑

2024-11-06 青島生物能源與過程研究所

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語音播報(bào)

利用可再生能源將二氧化碳（CO₂）電催化并轉(zhuǎn)化為高值產(chǎn)物,，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。在CO₂還原的眾多產(chǎn)物中,，甲烷（CH₄）因具有能量密度高,、綠色清潔、存儲運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施完善等特點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn),。銅（Cu）基鈣鈦礦氧化物具有多樣的化學(xué)組成,、靈活的晶體和電子結(jié)構(gòu)以及可調(diào)的物理化學(xué)性質(zhì)，在CO₂還原制CH₄方面具有應(yīng)用前景,。然而,，因Cu基鈣鈦礦氧化物復(fù)雜的反應(yīng)路徑和催化活性結(jié)構(gòu)的降解，開發(fā)高活性,、高選擇性及穩(wěn)定的Cu基鈣鈦礦催化劑面臨挑戰(zhàn),。

中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員朱佳偉和江河清團(tuán)隊(duì)采用自組裝策略，設(shè)計(jì)構(gòu)筑了系列具有可控強(qiáng)相互作用界面的高性能Cu基鈣鈦礦/氧化鈣復(fù)合催化劑La₂CuO₄/(CaO)_x,。催化劑中的La₂CuO₄與CaO相通過界面相連,，帶來了強(qiáng)界面相互作用，表現(xiàn)為由Ca²⁺向Cu²⁺的電子轉(zhuǎn)移,。該系列催化劑對CH₄的活性,、選擇性與CaO相含量呈火山型趨勢,。同時(shí)，具有最大界面的La₂CuO₄/(CaO)_0.8表現(xiàn)出最佳的CH₄活性和選擇性,，具備良好的穩(wěn)定性,，優(yōu)于已報(bào)道的Cu基鈣鈦礦氧化物。這一性能主要?dú)w因于自組裝誘導(dǎo)的強(qiáng)界面相互作用,，強(qiáng)化了*CO吸附/加氫以促進(jìn)CH₄生成,，增強(qiáng)了催化劑的抗降解能力以提升穩(wěn)定性。

上述研究為設(shè)計(jì)更先進(jìn)的Cu基催化劑提供了新思路,。

近期,，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會-納米》（ACS Nano）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會,、科學(xué)技術(shù)部,、中國科學(xué)院、山東省科學(xué)技術(shù)廳和江蘇省科學(xué)技術(shù)廳等的支持,。

論文鏈接

青島能源所研發(fā)出用于甲烷高效電合成的高性能銅基鈣鈦礦/氧化鈣復(fù)合催化劑

利用可再生能源將二氧化碳（CO2）電催化并轉(zhuǎn)化為高值產(chǎn)物,，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。在CO2還原的眾多產(chǎn)物中,，甲烷（CH4）因具有能量密度高,、綠色清潔、存儲運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施完善等特點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn),。銅（Cu）基鈣鈦礦氧化物具有多樣的化學(xué)組成、靈活的晶體和電子結(jié)構(gòu)以及可調(diào)的物理化學(xué)性質(zhì),，在CO2還原制CH4方面具有應(yīng)用前景,。然而，因Cu基鈣鈦礦氧化物復(fù)雜的反應(yīng)路徑和催化活性結(jié)構(gòu)的降解,，開發(fā)高活性,、高選擇性及穩(wěn)定的Cu基鈣鈦礦催化劑面臨挑戰(zhàn)。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員朱佳偉和江河清團(tuán)隊(duì)采用自組裝策略,，設(shè)計(jì)構(gòu)筑了系列具有可控強(qiáng)相互作用界面的高性能Cu基鈣鈦礦/氧化鈣復(fù)合催化劑La2CuO4/(CaO)x,。催化劑中的La2CuO4與CaO相通過界面相連，帶來了強(qiáng)界面相互作用,，表現(xiàn)為由Ca2+向Cu2+的電子轉(zhuǎn)移,。該系列催化劑對CH4的活性、選擇性與CaO相含量呈火山型趨勢,。同時(shí),，具有最大界面的La2CuO4/(CaO)0.8表現(xiàn)出最佳的CH4活性和選擇性，具備良好的穩(wěn)定性,，優(yōu)于已報(bào)道的Cu基鈣鈦礦氧化物,。這一性能主要?dú)w因于自組裝誘導(dǎo)的強(qiáng)界面相互作用,，強(qiáng)化了*CO吸附/加氫以促進(jìn)CH4生成，增強(qiáng)了催化劑的抗降解能力以提升穩(wěn)定性,。上述研究為設(shè)計(jì)更先進(jìn)的Cu基催化劑提供了新思路,。近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會-納米》（ACS Nano）上,。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會,、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院,、山東省科學(xué)技術(shù)廳和江蘇省科學(xué)技術(shù)廳等的支持,。論文鏈接青島能源所研發(fā)出用于甲烷高效電合成的高性能銅基鈣鈦礦/氧化鈣復(fù)合催化劑

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