科学家攻克困扰多年的二氧化碳难题，燃料产量提高三倍

将二氧化碳（CO₂）转化为甲醇在较低温度下从热力学角度看是有利的，但此时CO₂分子难以被有效激活，导致催化效率低下；若升高温度，虽可加快反应速率，却会同时加剧“逆水煤气变换反应”（RWGS），生成大量一氧化碳（CO）等不希望的副产物，显著降低甲醇的选择性。长期以来，催化活性与选择性之间的此消彼长，严重制约了CO₂制甲醇的实用化进展。中科院大连化学物理研究所孙坚教授与于吉峰教授团队在《Chem》期刊发表研究，提出一种基于强金属-载体相互作用（SMSI）的新型催化剂结构：通过在铜（Cu）纳米颗粒表面构建氧化锆（ZrO₂）覆盖层，实现空间上分离不同功能的活性位点——ZrO₂位点主导CO₂吸附与加氢，而Cu位点则专注高效解离氢气（H₂）。这种分区协作机制改变了传统反应路径：不再先断裂CO₂中的C=O双键，而是先在ZrO₂上完成加氢形成甲酸盐中间体，再逐步还原为甲醇。该策略大幅抑制了CO生成，同时保留了Cu优异的氢解能力。实验表明，在300℃、3 MPa条件下，其时空产率达到1.2克甲醇/克催化剂·小时，约为商用Cu/Zn/Al催化剂的三倍。研究为突破CO₂制甲醇中“高活性”与“高选择性”不可兼得的瓶颈提供了新思路。