物理学院李亚光博士在光热催化领域研究取得重要进展

近日，物理学院低维能量转换材料与器件研究团队的李亚光博士等人和浙江师范大学、日本国立物质材料研究所（NIMS）等单位合作，在光热催化领域取得重要进展，主要成果《Selective light absorber-assisted single nickel atom catalysts for ambient sunlight-driven CO₂methanation》以河北大学为第一单位发表在国际权威期刊《Nature Communications》（2019，10，2359）上，李亚光博士为该论文的第一作者和共同通讯作者。

太阳能光热驱动二氧化碳转化为甲烷研究对于解决日益严重的能源危机和环境问题具有重要意义。目前该方向的研究主要集中在制备强吸光材料，以提升光捕获能力、产生足够高的温度推动催化进行。但这些吸光材料在标准太阳光辐照下也只能获得最高90°C的温度，不能推动光热二氧化碳甲烷化进行。李亚光博士等人认为吸光材料在弱光辐照下获得高温的关键是降低热耗散，同时分析发现热辐射是吸光材料热耗散的主要途径。在该项工作中，他们提出利用选择性吸光材料吸收太阳光，该材料可以吸收95%的太阳光，热辐射仅为报道吸光材料的1/10，能够在标准太阳光辐照下产生288°C的高温，是传统吸光材料的三倍以上，实现了标准太阳光驱动下的二氧化碳甲烷化光热催化。此外，他们制备了非晶Y₂O₃二维纳米片负载单原子镍结构，作为高效甲烷化催化剂。在选择性吸光材料光热系统和非晶Y₂O₃二维纳米片负载单原子镍的协同作用下，实现了室外太阳光（0.52到0.7个标准太阳光强度）辐照的高效二氧化碳甲烷化，其转化效率为80%，甲烷产率为7.5 l m⁻²h⁻¹。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10304-y

物理学院低维能量转换材料与器件研究团队主要从事低维光-热-电能量转换材料与器件的理论设计、可控制备与性能调控研究。近3年在相关领域取得一系列研究进展，研究结果相继发表在Nat. Commun.(IF=12.353)、Adv. Mater. Funct.(IF=13.325)、Adv. Science(IF=12.441)、Nano Energy(IF=13.12)、Appl. Cata. B-Environ.(IF =11.698)、Phys. Rev. B、Appl. Phys. Lett.等著名学术期刊上。本工作得到了国家自然科学基金（51702078, 21633004）、河北省优秀青年基金（A2016201176），河北大学优秀博士计划（YB201502）等项目和上海同步辐射光源（BL14W1线站）的大力支持。

(物理学院、科学技术处供稿)