近日，校党委常委、副校长熊宇杰和化学与材料科学学院吴正翠教授、盛天副教授合作在膜电池二氧化碳转化研究领域再次取得重要进展。该成果以“Integration of MnO₂ Nanosheets with Pd Nanoparticles for Efficient CO₂ Electroreduction to Methanol in Membrane Electrode Assembly Electrolyzers”为题发表在国际化学类顶刊Journal of the American Chemical Society上（原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c09307）。

通过电催化的方式将二氧化碳转化为单一液体产物甲醇，是一种具有应用前景的技术途径。然而，如何在大电流密度下实现高选择性的转化，是该领域的巨大挑战。零间隙膜电池电解槽作为一种极具发展前景的装置，可以大大缩短电极间距离，消除阴极电解液的用量，实现大电流密度和低能耗下的二氧化碳转化应用。到目前为止，极度缺乏适用于膜电池电解槽的催化剂，并且获得的产物通常含有甲醇以外的多种液体产物，增加了下游分离的成本。该研究团队设计了钯纳米颗粒负载的二氧化锰纳米片复合催化剂，实现了膜电池电解槽中高选择性地将二氧化碳转化为单一液体产物甲醇。该催化剂在膜电池电解槽中，3.2 V电池电压下甲醇法拉第效率为77.6±1.3%，相应的偏电流密度为250.8±4.3 mA cm^-2，全电池能量效率为29.1±1.2%。这项工作为膜电池电解槽中控制反应中间体，实现高选择性和高活性二氧化碳转化为甲醇开辟了一条新途径。

电催化二氧化碳转化示意图

该论文第一作者为拉斯维加斯官网化学与材料科学学硕士研究生朱喃喃，通讯作者为熊宇杰副校长、吴正翠教授和盛天副教授，9888拉斯维加斯官网为第一完成单位。