8月6日，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院(以下簡稱低碳院)在二氧化碳(CO?)催化轉化領域獲進展。低碳院研究團隊成功開發了高結構強度和高導熱性的自支撐型鐵基雙功能催化劑，實現二氧化碳加氫高選擇性合成烯烴，烯烴單程收率為目前公開報道的最高水平。相關成果發表在催化國際權威期刊《ACS Catalysis》上。
二氧化碳的高效轉化利用對緩解能源危機以及實現碳中和目標具有重要的戰略意義。其中，耦合可再生綠氫與二氧化碳催化轉化，可實現綠色甲醇、綠色航煤等綠色燃料和烯烴等高附加值化學品的可持續生產。研究團隊在前期工作中基于改進的沉淀法工藝，合成出高效協同的FexC-FexOy-M催化劑，實現了一步法二氧化碳加氫制線性α-烯烴;先后完成了公斤級催化劑放大驗證和長周期穩定性考察，并基于多種原位表征技術解析了催化劑活性相結構和動態變化機制。
為了進一步提高烯烴產品的選擇性，并解決催化劑結構強度和床層熱點問題，研究團隊以高強度和高導熱性能的金屬態泡沫鐵為載體，設計合成了高結構強度和高導熱性的自支撐型鐵基雙功能催化劑。豐富的雙活性位點界面結構有效強化了反應原位耦合，抑制了一氧化碳副產物選擇性和提高C?+烯烴產物的生成。結合先進表征方法，研究團隊與北京化工大學、中國科學院山西煤化所相關團隊合作，系統解析了催化劑構效關系和反應網絡機理。
此項研究為二氧化碳高效轉化利用提供了一種有潛力的技術路線，解決了二氧化碳加氫合成烴類由實驗室邁向工業放大過程中面臨的催化劑結構強度和床層傳熱等工程難題。
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