上海高研院高鹏/李圣刚团队: 计算辅助设计新型高效CO₂转化催化剂

本文研究背景为化石燃料使用导致CO₂排放增加和全球变暖问题，研究目的是通过计算辅助设计新型高效CO₂转化催化剂。研究团队采用密度泛函理论(DFT)和微观动力学模拟结合实验，设计了体相掺杂的Pt/In₂O₃单原子催化剂，用于CO₂加氢制甲醇反应。结果表明，该催化剂相比传统In₂O₃基催化剂具有更高的反应活性和良好的甲醇选择性及稳定性。在5.0 MPa、573 K和54,000 mL/g/h条件下，甲醇产率达到1.25 g/g/h，远高于现有水平。结论揭示了体相Pt掺杂对提高CO₂反应活性和维持高甲醇选择性的关键作用，为未来设计高性能氧化物基单原子催化剂提供了理论依据。