报告题目:

Highly Selective Atomically Dispersed Cu、Sn Electrocatalyst for CO2 Reduction to C2+ Products

报告人:

徐海平

所在单位:

哈尔滨工业大学

报告人简介:

徐海平，哈尔滨工业大学教授，博士生导师、国家级青年人才、2022年海外人才引进回国。2020年3月博士毕业于美国北伊利诺伊大学，2017-2022年在美国阿贡国家实验室从事单原子催化剂、先进功能材料在新能源存储和转化方面的研究工作。在学术方面，以第一作者或合作者在Nature Energy，J. Am. Chem. Soc., JMCA, ACS Applied Material & Interface, Communications Chemistry, RSC Advances, Nanoscale, Applied Catalysis A: General, Science China Materials等高影响因子期刊发表论文多篇；美国授权发明专利3篇； 获得美国2020年全球科技创新大奖（2020 R&D 100 Award）; 研发的新型铜单原子电催化剂将二氧化碳转化成乙醇的研究被美国能源部认定为2020年最先进的八大科研之一。同时该项目被美国能源部选为国家实验室研发科技成果转化培训项目，徐海平作为成果转化的技术首席领导Entrepreneur Leader；同时作为项目第一研发人员参与阿贡国家实验室与美国科技公司，智利SQM公司和丰田北美研发中心联合研发锂电池电极材料和高效且稳定的低铂含量的催化剂研发在燃料电池的应用研究的项目3项， 已经申请并授权美国实用专利1项。

报告摘要:

电化学CO₂还原（CO₂RR）到乙醇以及其他增值化学品（C2+）技术与可再生电力相结合为有效实现碳中和提供一个有前景方法，该方法不仅对环境无害，而且也有很高的经济效益。目前CO₂电还原的面临的巨大挑战就是缺少能够将CO₂转化单一液体产物的高选择性催化剂。本文报道了通过熔融态锂制备碳负载的Cu单原子催化剂应用在CO2还原，高效的将CO₂电催化转化为乙醇在-0.7V vs RHE的法拉第效率高达91%以上，产生乙醇的起始电位为-0.4V vs RHE. 该催化剂表现出长达16h法拉第效率依然保持90%以上的稳定性。原位同步辐射吸收谱表明在电催化过程中Cu单原子和Cu3团簇之间的可逆转化作为CO₂还原的活性中心对乙醇产物的高选择性起到了至关重要的作用。更加深入理解金属单原子在CO₂电化学反应中的作用对于设计用于大规模生产高附加值液体燃料和化学品的CO₂RR催化剂至关重要。