近日，物理學院低維能量轉換材料與器件研究團隊的李亞光博士等人和浙江師范大學、日本國立物質材料研究所（NIMS）等單位合作，在光熱催化領域取得重要進展，主要成果《Selective light absorber-assisted single nickel atom catalysts for ambient sunlight-driven CO₂methanation》以河北大學為第一單位發表在國際權威期刊《Nature Communications》（2019，10，2359）上，李亞光博士為該論文的第一作者和共同通訊作者。

太陽能光熱驅動二氧化碳轉化為甲烷研究對于解決日益嚴重的能源危機和環境問題具有重要意義。目前該方向的研究主要集中在制備強吸光材料，以提升光捕獲能力、產生足夠高的溫度推動催化進行。但這些吸光材料在標準太陽光輻照下也只能獲得最高90°C的溫度，不能推動光熱二氧化碳甲烷化進行。李亞光博士等人認為吸光材料在弱光輻照下獲得高溫的關鍵是降低熱耗散，同時分析發現熱輻射是吸光材料熱耗散的主要途徑。在該項工作中，他們提出利用選擇性吸光材料吸收太陽光，該材料可以吸收95%的太陽光，熱輻射僅為報道吸光材料的1/10，能夠在標準太陽光輻照下產生288°C的高溫，是傳統吸光材料的三倍以上，實現了標準太陽光驅動下的二氧化碳甲烷化光熱催化。此外，他們制備了非晶Y₂O₃二維納米片負載單原子鎳結構，作為高效甲烷化催化劑。在選擇性吸光材料光熱系統和非晶Y₂O₃二維納米片負載單原子鎳的協同作用下，實現了室外太陽光（0.52到0.7個標準太陽光強度）輻照的高效二氧化碳甲烷化，其轉化效率為80%，甲烷產率為7.5 l m^?2h^?1。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10304-y

物理學院低維能量轉換材料與器件研究團隊主要從事低維光-熱-電能量轉換材料與器件的理論設計、可控制備與性能調控研究。近3年在相關領域取得一系列研究進展，研究結果相繼發表在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.等著名學術期刊上。本工作得到了國家自然科學基金（51702078, 21633004）、河北省優秀青年基金（A2016201176），河北大學優秀博士計劃（YB201502）等項目和上海同步輻射光源（BL14W1線站）的大力支持。

(物理學院、科學技術處供稿)