光驱动碳中和研究中心在自然光驱动光致热催化CO2常压加氢制低碳烯烃方面取得重要进展

近日，我院光驱动碳中和研究课题组在光热催化材料的可控制备及二氧化碳高附加值转化研究领域取得重要进展，相关工作“Natural Sunlight-Driven CO₂Hydrogenation into Light Olefins at Ambient Pressure over Bifunctional Cu-Promoted CoFe Alloy Catalyst”以河北大学为第一单位发表在《Advanced Functional Materials》（DOI: 10.1002/adfm.202400798）。宁尚波博士和硕士研究生王俊伟、吴秀亭为论文共同第一作者，团队叶金花教授、李亚光研究员和宁尚波博士为共同通讯作者。

全球工业化不可避免地导致了化石能源的广泛利用，CO₂被大量释放到大气中，从而造成了严重的环境影响。低碳烯烃（C_2-4=）在石化、能源生产和医药等多个领域作为主要化学原料发挥着至关重要的作用，利用CO₂催化转化生产低碳烯烃显示出巨大的潜力。然而，在工业中，热驱动催化CO₂加氢获得低碳烯烃的过程需要持续的高能耗散，利用清洁太阳能驱动CO₂常压转化为高价值的C₂₊产品意义重大。本文设计了一种双功能Cu促进CoFe合金催化剂，用于模拟太阳光驱动光热转化器件，实现光致热催化CO₂加氢制低碳烯烃。催化剂的双功能设计结合了金属Cu和CoFe合金的协同效应，提高了CO₂加氢到多碳产物性能。实验和理论计算结果证实了Cu助剂在增强CO₂的吸附和氢溢流方面起着关键作用，同时CoFe合金促进C-C偶联到C_2-4烯烃产物。本工作为双功能催化剂的设计实现CO₂高附加值转化提供了新的见解，并为太阳能可持续利用开辟了新的可能性。

以上工作得到了区域创新发展联合基金、河北省自然科学基金、中国博士后基金、河北大学人才项目、福州大学能源与环境国家重点实验室开放基金等项目大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202400798