韩国化学技术研究院（KRICT）的研究团队开发出一种新型双原子催化剂，能够在高温条件下稳定地将二氧化碳（CO₂）转化为一氧化碳（CO），为工业原料生产提供了更高效、耐用的解决方案。

将CO₂转化为CO是制造合成燃料和化学品的关键步骤，但传统催化剂在500–600°C高温下容易性能下降。由KRICT的Hyun-Tak Kim博士领导，与庆北国立大学、UNIST和忠南国立大学的学者合作，设计了一种铜和镍原子对锚定在氮掺杂碳框架内的催化剂，形成N₂Cu–N₂–NiN₂结构，实现了原子级精确控制。

这种双原子催化剂在保持高活性的同时，最小化了金属用量。Cu-Ni双原子结构促进CO₂快速活化，并使CO易于脱附，抑制了甲烷形成。金属原子在载体中稳定分散，避免了高温下常见的团聚问题，确保了长期耐用性。

合成方法比传统技术更简单、可扩展，通过溶液混合、干燥和热处理即可制备。在13–15克规模上的可重复合成展示了其实际生产潜力。测试中，该催化剂在300–600°C范围内实现了接近热力学平衡的CO₂转化率，CO选择性接近100%，无甲烷生成，并在重复温度循环下稳定运行超过100小时。

该催化剂适用于逆水煤气变换（RWGS）过程，将CO₂转化为CO以生产合成气，用于合成甲醇、燃料和化学品。现有RWGS催化剂可能面临甲烷形成或降解问题，而新催化剂提供了改进选择性和耐久性的途径。

Hyun-Tak Kim博士表示：“通过精确设计Cu–Ni双原子结构，我们展示了在高温热化学条件下选择性CO₂-to-CO转化，并在重复操作后仍保持原子分散。”KRICT院长Young-Guk Lee补充道：“这项研究证明了原子分散催化剂的稳定性以及可扩展合成的可行性，这可能有助于增强韩国在碳中和技术方面的竞争力。”

出版详情：作者：National Research Council of Science and Technology；标题：《Durable dual-atom catalyst enables high-temperature CO₂ to CO conversion》；发表于：《Nature Communications》(2025)。