記者7月19日從云南大學(xué)材料與能源學(xué)院了解到，該院云南省先進(jìn)能源材料國際聯(lián)合研究中心郭洪教授團隊近期在新能源存儲材料領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，他們研發(fā)出一種納米薄片，可通過(guò)光催化將二氧化碳轉化為碳氫化合物。國際著(zhù)名期刊《化工學(xué)報》發(fā)表了相關(guān)研究成果。

近年來(lái)，化石燃料的過(guò)度使用已經(jīng)引起了全球的能源危機及環(huán)境問(wèn)題，極大地阻礙了人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展。

“過(guò)量二氧化碳排放，導致嚴重的環(huán)境和能源問(wèn)題。通過(guò)光催化作用轉化二氧化碳，是目前公認的解決能源短缺和過(guò)量二氧化碳排放問(wèn)題的最有效策略之一。”論文通訊作者郭洪教授介紹。但是，由于羰基裂解能高，光催化轉化二氧化碳也遠沒(méi)有在實(shí)際應用中得到普及。此前的研究表明，二維納米材料因其特殊的形態(tài)結構，具有高還原性。

為促進(jìn)實(shí)現碳達峰、碳中和的可持續發(fā)展目標，在課題組前期研究基礎上，郭洪結合材料中空結構形貌構筑雙金屬位點(diǎn)和富硫空位的優(yōu)點(diǎn)，設計了一種超薄納米片異質(zhì)結構，這種結構具有更好的可見(jiàn)光光催化劑活性，顯著(zhù)提高了光催化還原二氧化碳生成碳氫化合物的選擇性和活性。

這種納米薄片中，硫空位的引入產(chǎn)生的雙金屬位點(diǎn)，使催化劑具備了電化學(xué)還原二氧化碳反應中對產(chǎn)物碳氫化合物較高的選擇性；而石墨相氮化碳的中空球殼結構，則可以通過(guò)增大可見(jiàn)光在腔體內的反射次數，提高可見(jiàn)光的利用率，從而對催化劑的性能進(jìn)行優(yōu)化。并且通過(guò)原位紅外與密度泛函理論計算，明確了電化學(xué)還原二氧化碳反應中對碳氫化合物有顯著(zhù)選擇性的機制。

這項研究，為開(kāi)發(fā)低成本與持久循環(huán)穩定性、高活性和選擇性的二氧化碳催化轉化提供了一種新策略。