皇家墨尔本理工大学马天翼 Small. 面向液态CO₂直接还原的多级孔催化剂设计

主要观点总结

本文介绍了澳大利亚皇家墨尔本理工大学马天翼教授团队在国际知名期刊Small上发表的最新研究成果。该研究围绕集成式CO2捕集与电催化利用（CCU）展开，设计并构筑了一种分级多孔氮掺杂碳负载镍催化剂（Ni-HP），实现了高效CO2捕集与转化，为可再生能源驱动的模拟烟道气CO2资源化利用提供了新的解决方案。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着人类活动引起的大量二氧化碳排放，温室效应与气候变化问题日益严峻。传统的碳捕集与封存（CCS）方法存在能耗高、经济性差的问题，而碳捕集与利用（CCU）技术则可将CO2转化为高附加值化学品或燃料，实现‘从废气到资源’的循环利用。

关键观点2: 研究目的和出发点

开发一种具有高比表面积、丰富活性位点及快速质量传输能力的催化材料，实现液体CO2的原位高效电催化转化。

关键观点3: 主要创新点和研究成果

包括分级多孔结构设计、氮掺杂与Ni-Nx活性位点的形成，以及高稳定性与高选择性。其中，Ni-HP催化剂在–100 mA·cm-2下，CO的法拉第效率超过90%，并能在模拟烟气环境下连续工作60小时，展现出优异的循环耐久性。

关键观点4: 研究意义

系统地揭示了分级多孔结构与Ni–Nx活性中心在CO2电还原过程中的协同作用机制，为CO2捕集与电化学转化一体化体系提供了新的设计思路，有望拓展至局部反应微环境的进一步调控，为构建绿色碳循环能源体系奠定基础。