科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

美國(guó)耶魯大學(xué)與密蘇里大學(xué)科學(xué)家聯(lián)手研發(fā)出一種以錳為基礎(chǔ)的新型催化劑，可高效將二氧化碳（CO₂）轉(zhuǎn)化為甲酸鹽。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《化學(xué)》雜志。

錳資源豐富、成本低廉，是貴金屬催化劑的理想替代品。而甲酸鹽作為一種潛力巨大的儲(chǔ)氫材料，有望為下一代氫燃料電池提供清潔動(dòng)力。

氫燃料電池被視為未來清潔能源的重要方向。然而，氫氣的高效制取與安全儲(chǔ)存仍是制約其廣泛應(yīng)用的瓶頸問題。相比之下，甲酸已在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)，常用于防腐、抗菌和皮革加工。近年來，它也被許多科研人員視為便捷的“氫載體”。然而，工業(yè)上的甲酸鹽生產(chǎn)仍依賴化石燃料，難以擺脫碳排放困局。為此，團(tuán)隊(duì)提出一條更可持續(xù)的路徑：直接從空氣中捕獲CO₂，并將其轉(zhuǎn)化為甲酸鹽。這一過程不僅能減少溫室氣體，還能“變廢為寶”，產(chǎn)出高價(jià)值化學(xué)品。

實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵在于新型錳基催化劑。過去，高效的催化劑多依賴昂貴、稀有甚至有毒的貴金屬；而常見金屬雖廉價(jià)易得，卻容易在反應(yīng)中失活，難以勝任。

為攻克這一難題，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地重構(gòu)了催化劑結(jié)構(gòu)，在配體中引入一個(gè)額外的供體原子，這一巧妙設(shè)計(jì)顯著增強(qiáng)了催化劑的穩(wěn)定性，大幅延長(zhǎng)了使用壽命。

實(shí)驗(yàn)證明，這種新型錳基催化劑性能優(yōu)異，已超越多數(shù)貴金屬體系，展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用前景。團(tuán)隊(duì)表示，這一設(shè)計(jì)理念不僅適用于CO₂轉(zhuǎn)化，還可能推廣至其他催化反應(yīng)領(lǐng)域，推動(dòng)更多綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展。