近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室曾杰教授課題組在新能源研究領(lǐng)域取得重要進展，他們發(fā)明出一種新型氮化鈷催化劑，在同等條件下將二氧化碳加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)換頻率提高至傳統(tǒng)鈷催化劑的64倍，并可顯著降低能耗。權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·能源》10月9日在線發(fā)表了該成果。

　　現(xiàn)代工業(yè)依賴化石燃料的大量使用，不僅將面臨能源枯竭問題，而且對環(huán)境造成危害。因此，開發(fā)可再生能源、提高能源利用效率是重要課題。二氧化碳加氫反應(yīng)是低碳化學(xué)中的重要反應(yīng)，一方面可以合成化工原料，緩解二氧化碳的排放壓力，實現(xiàn)碳能源的循環(huán)利用;另一方面可以合成甲醇，實現(xiàn)氫資源的儲存和利用。

　　但由于二氧化碳的化學(xué)惰性，二氧化碳加氫反應(yīng)需要在高溫高壓條件下實現(xiàn)，轉(zhuǎn)化工藝存在能耗過大的問題。幾十年來，人類對非貴金屬催化劑在二氧化碳加氫反應(yīng)中的活性物相研究仍處于起步階段。

　　近日，曾杰教授課題組采用新方法形成氮化鈷催化劑，在32個大氣壓和150攝氏度的條件下，轉(zhuǎn)換頻率為同等條件下鈷催化劑的64倍，同時其表觀活化能只有鈷催化劑的一半左右。他們進一步研究表明，鈷氮氫中的氨基氫原子直接加到二氧化碳分子上，可以形成甲酸根物種作為中間產(chǎn)物，從而大幅提升了二氧化碳加氫反應(yīng)的活性。

　　據(jù)介紹，該研究以一種簡單有效的方式，加深了學(xué)界對鈷基催化劑在二氧化碳加氫反應(yīng)中活性物相的理解，為今后尋找更廉價、高效的二氧化碳加氫催化劑提供了新思路，也為將來解決能源和環(huán)境問題打下基礎(chǔ)。