清华大学化工系绿电化工研究中心学术论坛第五讲回顾 | Microenvironment tuning for CO2 electrocatalysis

2023年9月13日下午,来自悉尼大学化学与生物分子工程系的李逢旺老师在清华大学化工系作题为“Microenvironment tuning for CO2 electrocatalysis”的学术报告,李逢旺老师长期从事电化学和电催化研究,在Nature,Science,Nature Catalysis,Nature Materials,Angewandte Chemie,JACS,EES等杂志发表论文50余篇。化工系张强老师、唐城老师等40余名师生于线上线下参加了本次交流活动。

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报告现场

报告围绕“二氧化碳电催化微环境调控”展开。李逢旺老师首先从二氧化碳电催化的研究意义、反应机理、体系评价方法以及研究现状进行了背景说明,重点介绍了调控表面微环境的多尺度设计,选择性生成C2产物的分子催化剂设计原则,分析了碳酸盐带来的影响并讲述了提高能量效率和二氧化碳利用效率的有效策略,最后介绍了二氧化碳电催化制乙烯的经济技术分析及应用前景。

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李逢旺报告现场

二氧化碳电催化还原是一种极具潜力的碳基化学原料生产途径。多碳产物,例如乙烯和乙醇,由于其市场应用价值而备受关注。李逢旺老师通过表面有机分子层修饰,对电荷密度、反应中间体吸附形态和产物选择性进行有效调节。由于真实活性位点的动态演变行为,进行多位点分子催化剂设计,可以通过活性位点距离调控实现稳定的单活性位点催化。常规中性电解液体系在电解过程中形成的局部碱性环境会引起碳酸盐的形成和交叉,导致碳损失,生成乙烯的二氧化碳利用效率限制在25%。研究表明,利用催化剂表面调控层调节质子传输并创造富集碱金属阳离子环境,实现在强酸性电解液中二氧化碳向乙烯的高效转化,有效抑制析氢副反应的同时突破性达到77%的二氧化碳利用效率。通过局域微环境的调控为C-C偶联提供了更具应用前景的研究新思路。

报告结束后,李逢旺老师与现场师生分别就微环境调控尺度、技术经济分析、电化学原位光谱表征、动态传质变化、波动工况影响等相关专业问题进行了充分交流讨论。本次报告反响强烈,引起了师生广泛共鸣。报告结束后线下师生进行了合影留念。

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现场进行充分交流讨论

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合影留念