辽科大在电催化还原CO₂研究领域取得新进展

近日，辽宁科技大学辽宁省能源材料与电化学重点实验室在CO₂电化学还原基础理论研究方面取得重要进展，相关成果连续发表于物理化学领域知名期刊，为高效催化剂的理性设计提供了理论依据。

据介绍，CO₂电化学还原技术因反应条件温和、环境友好，在CO₂资源化利用方面具有重要应用前景，但受限于反应路径复杂、产物选择性调控困难，其规模化应用面临瓶颈。研究团队以金属-氮-碳类催化剂为研究对象，基于第一性原理计算方法，从原子尺度系统分析了金属活性位与反应中间体之间的电子结构特征和键合作用行为，提出了键合作用驱动的选择性调控机制。研究结果表明，金属－中间体间的成键强度及电子占据特征是决定反应路径和产物选择性的关键因素，这为高效、低成本CO₂电还原催化剂的理性设计提供了理论依据。该研究成果以First-Principles Study of Bonding-Driven Selectivity in CO₂ Electroreduction on Metal–Nitrogen–Carbon Catalysts为题，发表于Journal of Physical Chemistry C。论文第一作者为化学工程学院2025级硕士研究生卢美旭，通讯作者为陶林副教授与安百钢教授。

此外，团队前期围绕镍原子中心CO₂还原催化剂开展的基础研究成果已发表于Physical Chemistry Chemical Physics。论文第一作者为化工学院储能科学与工程专业2022级本科生聂诗桐，通讯作者为副教授陶林及教授安百钢。该研究结合密度泛函理论计算与机器学习方法，系统分析了电子结构因素与催化性能之间的内在关联。研究结果表明，优化金属原子的配位环境，同时保持适当的活性位点密度是提高催化性能的关键。该工作与上述研究共同构成了团队在CO₂电还原催化基础理论方面的系列成果。

有关负责同志介绍，系列研究得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金等项目支持，成果体现了重点实验室在能源催化基础研究方面的学术积累，也展现了学校在本科生与研究生贯通培养方面的显著成效，为后续催化剂设计与应用奠定了重要理论基础。 （供稿单位：化工学院 图片来源：化工学院）