金屬負氫在許多催化反應中都是關鍵的中間體。人們對于金屬負氫化合物的制備進行大量的工作,而且通常需要使用有毒性的反應物或者需要使用中間體。
有鑒于此,電子科技大學夏川教授等報道一種非常簡單的控制壓力的方法制備價格便宜的異相金屬負氫電催化劑,實現了可持續的氫原子轉移。
本文要點
(1)
在電催化還原CO2模型反應中,使用比較常用的Zn選擇性生成CO的催化劑,實現了在異相催化劑表面上得到均相氫原子轉移過程,從而能夠實現“禁止”的直接加氫反應過程。這種反應過程使得溫和反應條件的法拉第效率提高5倍,并且達到83 %。
(2)
實驗和理論計算結果顯示這種負氫與常見的Zn電催化還原CO2生成CO的過程不同,這種負氫過程的Zn催化反應能夠在CO2的碳位點直接加氫,生成甲酸鹽。這項工作發展了一種符合可持續發展要求的平臺。
參考文獻
Luo, L., Liu, X., Zhao, X. et al. Pressure-induced generation of heterogeneous electrocatalytic metal hydride surfaces for sustainable hydrogen transfer. Nat Commun 15, 7845 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52228-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52228-2
作者介紹
夏川,電子科技大學材料與能源學院教授、博士生導師,國家青年人才、四川省特聘專家。曾獲四川青年五四獎章,2022年中國化學會青年化學獎,2022年中國十大科技進展新聞,2022年德國Falling Walls 科學技術突破獎,第三屆川渝科技學術大會優秀論文一等獎,2022年電子科技大學年度人物,2022年成電先進科研工作者,電子科技大學優秀班主任,2023年電子科技大學優秀博士后合作導師等榮譽。他是“雙碳”領域知名青年學者,主持多項國家和省市級關鍵項目,在二氧化碳電化學轉化方向取得重大原創性突破,在國際上首次實現二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成。近5年以第一作者/通訊作者身份在《科學》、《自然-催化》、《自然-納米技術》、《自然-能源》、《自然-化學》等國際一流期刊發表學術論文20余篇。