韩国能源研究院氢能研究部具基永博士团队成功研制出一种新型铜基催化剂,可显著提升二氧化碳(CO₂)转化为清洁燃料关键原料的效率。该催化剂通过优化材料结构,在400℃低温条件下实现了一氧化碳(CO)的高选择性生成,为可持续能源生产提供了低成本、高稳定性的技术方案。
逆水煤气变换反应(RWGS)是利用CO₂生产合成气(CO与氢气混合物)的核心工艺,但传统镍基催化剂需800℃以上高温,且易因颗粒聚集导致性能衰减。降低温度虽能避免此问题,却会引发甲烷等副产物生成,降低目标产物产率。针对这一难题,研究团队开发出铜-镁-铁混合氧化物催化剂,通过引入层状双氢氧化物(LDH)结构,利用金属片层间的水分子和阴离子填充空隙,有效防止铜颗粒团聚。实验数据显示,该催化剂在400℃下一氧化碳生成速率达223.7微摩尔/克催化剂/秒,产率33.4%,较商用铜催化剂分别提升1.7倍和1.5倍;与高成本铂基催化剂相比,性能仍更优,生成速率高2.2倍,产率高1.8倍,且稳定性超过100小时。
这一突破得益于反应路径的革新。传统铜催化剂需通过甲酸盐等中间体转化CO₂,而新型催化剂可直接在表面完成转化,绕过副反应环节,从而在低温下保持高活性。具基永博士表示:“该技术利用储量丰富的金属实现高效转化,可直接应用于可持续合成燃料原料生产。未来将推动其工业化应用,助力碳中和目标与清洁燃料商业化。”研究已获韩国环境研究院支持,成果发表于《应用催化B:环境与能源》期刊。















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