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突破性催化剂以令人难以置信的效率将二氧化碳转化为燃料
重新设计的催化剂似乎通过分离发生关键反应步骤的位置来避开二氧化碳转化为甲醇的主要瓶颈。高效的甲醇生产可以在碳回收中发挥重要作用，将捕获的二氧化碳 (CO2) 转化为有用的化学原料和燃料成分。原则上，化学反应在低温下效果最佳，此时二氧化碳可转化为 [...]
来源:SciTech日报重新设计的催化剂似乎通过分离发生关键反应步骤的位置来避开二氧化碳转化为甲醇的主要瓶颈。
高效的甲醇生产可以在碳回收中发挥重要作用，将捕获的二氧化碳 (CO) 转化为有用的化学原料和燃料成分。原则上，化学反应在低温下效果最好，将二氧化碳转化为甲醇在热力学上是有利的。但在实践中，存在一个主要障碍：二氧化碳在较温和的条件下很难活化，因此催化剂往往表现不佳。
调高热量有助于反应更快进行，但它会产生另一个问题。较高的温度还会促进反向水煤气变换反应，将二氧化碳转化为一氧化碳而不是甲醇。这使得研究人员陷入了熟悉的权衡之中。
提高活性的条件通常会损害选择性，而有利于选择性的条件通常会降低产量。这种平衡行为一直是提高甲醇产量的主要障碍。
新的催化剂设计策略
在《Chem》杂志上发表的一项研究中，中国科学院大连化学物理研究所孙健教授和于家峰教授领导的团队介绍了一种新的催化剂设计。他们的方法使用强金属支撑相互作用（SMSI）驱动的覆盖层结构来分离空间中的活性位点，从而提高从二氧化碳生产甲醇的效率。
该团队重塑了催化剂表面并改变了反应物的附着和分解方式以及反应的进行方式。在300 ℃（572 °F）和3 MPa（约435 psi）条件下，系统的时空产率达到1.2 g·g·h。该性能大约是标准商用铜/锌/铝催化剂的三倍。
反应途径如何变化
“我们的研究可能为解决二氧化碳合成甲醇的活性和选择性之间长期存在的权衡问题提供一条新途径，”孙教授说。