近日，云南大學(xué)材料與能源學(xué)院（云南省先進(jìn)能源材料國(guó)際聯(lián)合研究中心）郭洪教授團(tuán)隊(duì)在新能源存儲(chǔ)材料領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，國(guó)際著名期刊《化工學(xué)報(bào)》發(fā)表了相關(guān)研究成果。

近年來(lái)，化石燃料的過(guò)度使用，已經(jīng)引起了全球的能源危機(jī)及環(huán)境問(wèn)題，極大地阻礙了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

“過(guò)量二氧化碳排放，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境和能源問(wèn)題，如煤和石油等傳統(tǒng)化石燃料而導(dǎo)致的溫室效應(yīng)惡化等。通過(guò)光催化的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)二氧化碳還原，是目前公認(rèn)的解決能源短缺和過(guò)量二氧化碳排放問(wèn)題的最有效策略之一?！闭撐耐ㄐ抛髡吖榻淌诮榻B。但是，由于羰基裂解能高，光轉(zhuǎn)化二氧化碳也遠(yuǎn)沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中得到普及。此前的研究表明，二維納米材料因其特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，具有高還原性。

為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，在課題組前期研究基礎(chǔ)上，郭洪教授提出，結(jié)合材料中空結(jié)構(gòu)形貌構(gòu)筑雙金屬位點(diǎn)和富硫空位的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了具有改進(jìn)的可見(jiàn)光光催化劑活性以催化還原二氧化碳的石墨相氮化碳富硫空位的一種超薄納米片異質(zhì)結(jié)構(gòu)，顯著提高了光催化還原二氧化碳生成碳?xì)浠衔锏倪x擇性和活性。

這種納米薄片中，硫空位的引入產(chǎn)生的雙金屬位點(diǎn)，使催化劑具備了電化學(xué)還原二氧化碳反應(yīng)中對(duì)產(chǎn)物碳?xì)浠衔镙^高的選擇性;而石墨相氮化碳的中空球殼結(jié)構(gòu)，則可以通過(guò)增大可見(jiàn)光在腔體內(nèi)的反射次數(shù)，提高可見(jiàn)光的利用率，從而對(duì)催化劑的性能進(jìn)行優(yōu)化。并且，通過(guò)原位紅外與密度泛函理論計(jì)算，明確了電化學(xué)還原二氧化碳反應(yīng)中對(duì)碳?xì)浠衔镉酗@著選擇性的機(jī)制。

這項(xiàng)研究，為開(kāi)發(fā)低成本與持久循環(huán)穩(wěn)定性、高活性和選擇性的二氧化碳催化轉(zhuǎn)化提供了一種新策略。

（來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)）