Ni₁-MoS₂单原子催化剂

CO₂制甲醇速率高27倍

一种通过密度泛函理论筛选并验证的单原子催化剂，可在工业条件下高效将CO₂转化为甲醇，性能优于实验验证的Pt₁-MoS₂。

Chen, Lanlan · Sheng, Li · 周亚男 · 罗其全 · 李震宇 · 张文华 · 杨金龙

Chinese Journal of Catalysis 2026

具体参数

甲醇生成速率增强倍数

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技术优势

生成速率提升26.76倍

在工业相关条件下，Ni₁-MoS₂的甲醇生成速率比实验验证的Pt₁-MoS₂高26.76倍，大幅提升了单位质量催化剂的产率。

稳定性优异

DFT计算表明Ni₁-MoS₂具有优异的稳定性，为长期运行提供了基础。

解离氢能力强

Ni₁-MoS₂对氢分子具有强的解离能力，有利于后续加氢步骤。

成本效益更高

与贵金属Pt相比，Ni储量丰富、价格低廉，单原子分散可最大化原子利用率，从而降低催化剂成本。

应用场景

• CO₂加氢制甲醇：提供高效催化剂，将CO₂直接转化为甲醇燃料或化工原料。
• 单原子催化：利用单原子分散最大化贵金属替代元素的原子利用率，降低催化剂成本并提升性能。
• 电催化：虽然本研究为热催化，但单原子结构调控策略可迁移至电催化CO₂还原。
• 催化材料：提供一种在MoS₂上稳定分散Ni单原子的催化材料设计范例。
• 燃料电池：甲醇可作为燃料电池燃料，高效催化剂有助于绿色甲醇生产。