CuO/Cu网状催化剂

室温常压高效还原CO₂

一种CuO/Cu网催化剂，通过摩擦电等离子体驱动的多步单电子转移路径，在室温常压下将CO₂高效转化为CO和O₂。

Ru, Qinglong · 张宝 · Sumin, Li · Wang, Jiao · Wei, Jiang · Nannan, Liu · Hui, Hu · Yongcui, Yang · 刘太丰 · 高乾宏 · 朱益飞 · Yu, Jia · 杜祖亮 · Tu, Xin · 程纲

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

CO生成速率

{'zh': '7.2', 'en': '7.2'} mmol g⁻¹ h⁻¹

O₂生成速率

{'zh': '3.5', 'en': '3.5'} mmol g⁻¹ h⁻¹

电能到化学能转化效率

{'zh': '81.5', 'en': '81.5'} %

解离能垒

{'zh': '1.06', 'en': '1.06'} eV

技术优势

能量效率高

电能到化学能的能量效率约81.5%，优于大多数室温常压下的等离子体化学、光催化和电催化CO₂还原过程，意味着同样输入能量下得到更多CO和O₂。

室温常压可行

在室温常压下即可驱动CO₂还原，无需高温高压或强酸强碱，降低了设备与操作门槛。

CO产率高

CO生成速率达到7.2 mmol g⁻¹ h⁻¹，是已报道体系中较高的水平，有利于实际应用。

应用场景

• CO₂资源化利用：可直接将CO₂转化为高值化学品CO和O₂，实现碳资源循环。
• 光催化CO₂还原：提供高能效参照，替代光催化中低效的CO₂还原路径。
• 电催化CO₂还原：无需电解质和电极修饰，简化电催化CO₂还原系统。
• 等离子体催化：用摩擦电等离子体替代传统电源，降低等离子体催化能耗。
• 机械能驱动催化：将环境机械能直接驱动催化反应，免去外部电力投入。