近日，物理學(xué)院低維能量轉(zhuǎn)換材料與器件研究團(tuán)隊(duì)的李亞光博士等人和浙江師范大學(xué)、日本國立物質(zhì)材料研究所（NIMS）等單位合作，在光熱催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，主要成果《Selective light absorber-assisted single nickel atom catalysts for ambient sunlight-driven CO₂methanation》以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在國際權(quán)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(qū)動二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷研究對于解決日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)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(qiáng)吸光材料，以提升光捕獲能力、產(chǎn)生足夠高的溫度推動催化進(jìn)行。但這些吸光材料在標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行。李亞光博士等人認(rèn)為吸光材料在弱光輻照下獲得高溫的關(guān)鍵是降低熱耗散，同時(shí)分析發(fā)現(xiàn)熱輻射是吸光材料熱耗散的主要途徑。在該項(xiàng)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(bào)道吸光材料的1/10，能夠在標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照下產(chǎn)生288°C的高溫，是傳統(tǒng)吸光材料的三倍以上，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)太陽光驅(qū)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(fù)載單原子鎳結(jié)構(gòu)，作為高效甲烷化催化劑。在選擇性吸光材料光熱系統(tǒng)和非晶Y₂O₃二維納米片負(fù)載單原子鎳的協(xié)同作用下，實(shí)現(xiàn)了室外太陽光（0.52到0.7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽光強(qiáng)度）輻照的高效二氧化碳甲烷化，其轉(zhuǎn)化效率為80%，甲烷產(chǎn)率為7.5 l m^?2h^?1。

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

物理學(xué)院低維能量轉(zhuǎn)換材料與器件研究團(tuán)隊(duì)主要從事低維光-熱-電能量轉(zhuǎn)換材料與器件的理論設(shè)計(jì)、可控制備與性能調(diào)控研究。近3年在相關(guān)領(lǐng)域取得一系列研究進(jìn)展，研究結(jié)果相繼發(fā)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(xué)術(shù)期刊上。本工作得到了國家自然科學(xué)基金（51702078, 21633004）、河北省優(yōu)秀青年基金（A2016201176），河北大學(xué)優(yōu)秀博士計(jì)劃（YB201502）等項(xiàng)目和上海同步輻射光源（BL14W1線站）的大力支持。

(物理學(xué)院、科學(xué)技術(shù)處供稿)