報(bào)告題目：電場(chǎng)增強(qiáng)二氧化碳還原反應(yīng)研究
報(bào) 告 人：劉敏教授
報(bào)告時(shí)間：2019年3月25日（周一）上午9:00
報(bào)告地點(diǎn)：化學(xué)樓一號(hào)會(huì)議室
邀 請(qǐng) 人：王得麗教授
報(bào)告人簡(jiǎn)介：
劉敏，教授，博士生導(dǎo)師，湖南省科技創(chuàng)新平臺(tái)與人才計(jì)劃，超微結(jié)構(gòu)與超快過程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員。湖南師范大學(xué)理學(xué)學(xué)士、碩士，中科院電工所工學(xué)博士。2010-2015年日本東京大學(xué)特任研究員、主任研究員，2015-2017年加拿大多倫多大學(xué)博士后，于2017年8月加入中南大學(xué)。近年來在能源環(huán)境催化材料及器件領(lǐng)域取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果，在Nature, Science, Nature Photonics, Nature Chemistry, Nature Communications, Science Advances , Journal of the American Chemical Society, Advanced Materilals, Angewandte Chemie International Edition, Nano Letters, ACS Nano等國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文60余篇，論文他引>2500次，H-因子為27,相關(guān)研究成果多次被 Science Daily, Science News, Phys.org, 福布斯等新聞媒體報(bào)道。擔(dān)任10余個(gè)國際主要學(xué)術(shù)期刊審稿人。申請(qǐng)中國、加拿大日本發(fā)明專利20余項(xiàng)，其中13項(xiàng)已經(jīng)授權(quán)。博士畢業(yè)論文被評(píng)為2011年中科院優(yōu)秀博士論文。
報(bào)告簡(jiǎn)介：
CO2的電化學(xué)還原為可再生能源的儲(chǔ)存和碳基化學(xué)原料的可持續(xù)合成提供了一條極具前途的途徑。CO2還原反應(yīng)的低活性和選擇性是該過程中的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)低過電位還原CO2，高電流密度下較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)生成所需產(chǎn)品，和選擇性反應(yīng)且無有害副產(chǎn)物生成是追求的理想目標(biāo)。然而，目前CO2還原反應(yīng)仍然受到CO2在水性電解質(zhì)中溶解度低的限制，導(dǎo)致相比于CO2還原反應(yīng)其質(zhì)子更加有利于還原成H2，從而削弱反應(yīng)的選擇性。劉敏教授等人發(fā)展的場(chǎng)誘導(dǎo)反應(yīng)物濃度技術(shù)可以增強(qiáng)CO2還原反應(yīng)過程。通過形成納米針陣列電極，在施加低外加過電位的情況下就能產(chǎn)生高局域電場(chǎng)。高電場(chǎng)富集電解質(zhì)陽離子，同時(shí)陽離子帶動(dòng)局域高濃度CO2形成活性CO2還原表面。模擬結(jié)果顯示，相比于準(zhǔn)平面區(qū)域，納米針尖可以獲得提高10倍以上的電場(chǎng)。在CO2還原為CO的過程中，利用自下而上的方法合成的金納米針電極，在?0.35 V的低電位情況下，可以獲得創(chuàng)紀(jì)錄的低起始電位和創(chuàng)紀(jì)錄的高幾何電流密度，同時(shí)具有幾乎定量的法拉第效率(> 95%）。這個(gè)電流密度超越之前報(bào)道的最好的金納米棒，金納米顆粒和氧化衍生的貴金屬催化劑一個(gè)數(shù)量級(jí)。納米針電極可以在無機(jī)水性電解質(zhì)中穩(wěn)定連續(xù)反應(yīng)超過8個(gè)小時(shí)。場(chǎng)誘導(dǎo)反應(yīng)物濃度的概念也被用來構(gòu)造其它金屬納米針和金屬或金屬硫化物包覆的金納米針。這些電極也極大增強(qiáng)了CO2轉(zhuǎn)換成烴的效率，證明了場(chǎng)誘導(dǎo)反應(yīng)物濃度概念的廣泛適用性。
