再生能源发展：创新催化剂显著提升二氧化碳还原为甲酸盐的效率

来自 实验室仪器网

西安交通大学国际可再生​​能源研究中心研究团队近日在《eScience》上发表了一项研究成果，该研究介绍了一种基于铟（In/In₂O₃）的异质结催化剂的开发，该催化剂通过氧物种和空位的共同作用来提高甲酸盐的产量。这一进展提高了反应的效率和选择性，代表了二氧化碳电还原的重大进步。

随着气候变化影响的紧迫性不断升级，有效的碳捕获和利用已变得至关重要。二氧化碳 (CO₂) 的电化学还原是一种很有前途的方法，可以在室温下将CO₂转化为有价值的燃料或化学品。

然而，目前的方法往往面临选择性低和氢析出反应竞争等挑战，从而限制了其效率。解决这些问题需要创造能够显著改善转化过程的新型催化剂，这使得该领域成为研究的重点。

研究团队开发了In/In₂O₃异质结催化剂，控制了氧物种和空位，这对提高催化剂性能至关重要。他们利用原位表面增强拉曼光谱 (SERS) 证实，该催化剂通过COOH途径起作用，对甲酸盐的生产具有高选择性。

理论模型表明，在氧空位存在的情况下，COOH形成的能垒显著降低，甲酸盐选择性达到90%以上。当由光伏供电时，该系统实现了10.11%的太阳能转化为燃料的效率，超越了之前的技术。这一令人印象深刻的效率凸显了催化剂在可再生能源应用方面的潜力，尤其是在电化学CO₂还原方面。

研究展示了二氧化碳减排技术的重大进步，新型催化剂中氧物种和空位之间的协同作用使选择性和效率都得到了显著提高。这为可持续能源转换的实际应用铺平了道路。

这项研究具有广泛的潜在应用，特别是在可再生能源领域。有效地将二氧化碳转化为甲酸盐可以促进更可持续的能源系统的发展，减少对化石燃料的依赖。此外，利用太阳能为反应提供动力表明，这项技术可以与现有的可再生能源基础设施顺利整合，为碳回收计划带来令人鼓舞的前景。

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