近期，物理學院光驅(qū)動碳中和研究團隊在光熱高純氣體制備領(lǐng)域取得突破性進展，相關(guān)工作“High-Purity Carbon Monoxide Production via Photothermal Formic Acid Decomposition over Fluorite ZrO₂”以河北大學為第一單位發(fā)表在《Nature Catalysis》（IF=42.8, 2024）。李亞光博士為論文第一作者兼通訊作者，葉金花教授、中國科學院物理研究所羅艷紅研究員為共同通訊作者，博士研究生劉邦、河北農(nóng)業(yè)大學袁大超博士為論文共同第一作者。

超高純一氧化碳（CO）是集成電路制造等高科技產(chǎn)業(yè)廣泛需求的特種氣體。傳統(tǒng)的高純CO制備嚴重依賴于高級氣體分離技術(shù)，導致了環(huán)境污染和高昂成本，并且嚴重依賴于國外進口。為了突破高純CO制備的“卡脖子”問題，李亞光、葉金花、羅艷紅聯(lián)合提出了“光熱催化甲酸裂解”這一全新的高純CO制備路線。通過理論與實驗結(jié)合，發(fā)現(xiàn)螢石結(jié)構(gòu)氧化鋯能夠高效催化甲酸裂解制CO，并且阻斷雜質(zhì)氣體的產(chǎn)生，達成了直接生產(chǎn)高純CO的目標。通過與光熱催化裝置耦合，該系統(tǒng)每天可生產(chǎn)超過1538升/平方米高純CO，不僅展現(xiàn)出工業(yè)化的巨大潛力，同時也開啟了綠色能源制備高純氣體的新紀元。未來，河北大學團隊的研究或?qū)⒁I(lǐng)高純氣體制備的工業(yè)革命，為國家的能源和科技自主創(chuàng)新貢獻力量。

該研究工作得到了國家自然科學基金、河北省自然科學基金、河北省教育廳、河北大學多學科交叉項目、河北大學生命科學與綠色發(fā)展研究院的經(jīng)費資助以及河北大學物理科學與技術(shù)學院公共測試中心的大力支持。

文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41929-024-01249-7

（物理科學與技術(shù)學院、科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院供稿）