碳基Ni单原子催化剂用于CO2高效电还原

报告题目：碳基Ni单原子催化剂用于CO₂高效电还原

报 告 人：张锋伟  教授

报告时间：5月10日   16:30-18:00

报告地点：明德楼A312

报告人简介：

张锋伟，山西大学，教授，博士生导师，山西省仪器仪表学会电镜专业委员会第一届理事会理事，山西省先进电化学及储能技术委员会委员。研究兴趣：从分子/原子水平设计高活性、选择性和稳定的多孔碳/金属氧化物、聚合物基纳米催化材料，探索其在能源小分子转化、精细化学品合成及生物质燃油方面的应用。近年来，先后主持国家自然科学基金面上和青年项目各1项及省部级项目5项；以第一/通讯作者在Chem. Sci., J. Catal., Appl. Catal. B: Environ., Chinese J. Catal., Small, Carbon等权威期刊发表60余篇论文。指导本科生荣获第十三届全国大学生金相技能大赛一等奖（首席指导教师）。获2018年山西省“三晋英才”青年优秀人才计划支持。

报告内容摘要：

随着全球经济快速发展和能源消耗的急剧增长，大气中过量排放的CO₂成为全球气候变暖、海平面升高以及濒危物种灭亡的主要因素。为了重新实现碳平衡就必须将火电厂和重工业等排放的CO₂气体固定起来，封存在各种“碳库”中。与其他的CO₂捕集与利用方法相比，电催化CO₂还原反应(CO₂RR)可以在更温和的环境压力和温度下进行。它能有效地将间歇性电能转化为稳定的化学能，制备CO、CH₄、HCOOH等多种产物，这些高附加值的工业产品可以用作燃料或生产高端化学品的原材料，从而缓解环境问题和能源危机。然而，CO₂RR过程依然面临以下挑战：1、CO₂分子有较高的热力学稳定性，稳定的C=O键（803 kJ mol^-1）造成了CO₂还原中过电位较高，需要更大的外界输入电压才能进行；2、电催化CO₂还原在碳酸氢钾水溶液中发生，在阴极氢气的析出反应作为副反应不可避免的与CO₂还原一起发生，从而使得产物的选择性比较低；3、CO₂在水中的溶解度较低，从而导致电催化CO₂还原电流密度比较低。课题组通过制备Ni基分子催化剂、调控Ni单原子密度、配位环境、单原子与纳米颗粒协同等理念并系统研究了CO₂RR性能并对其构效关系进行了深入探讨，从而为CO₂高效电还原制CO单原子催化剂的理性设计与制备提供重要借鉴意义。

主办单位： 化学化工学院

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