中国科学技术大学曾杰/李洪良、安徽工业大学吴文龙、东南大学代云茜教授团队：封装于缺陷碳基质中的钴纳米颗粒用于间歇性二氧化碳甲烷化

本文针对可再生能源发电间歇性导致CO₂甲烷化催化剂在冷热循环中因热膨胀系数不匹配而烧结失活、高温副反应降低甲烷选择性的问题，设计了一种MOF衍生缺陷碳限域钴纳米颗粒催化剂（Co@NC-800）。研究目的为开发一种能适应波动工况、兼具高活性与高稳定性的催化剂。实验表明，Co@NC-800在25次加热-冷却循环和变空速条件下，CO₂转化率保持82.3%，CH₄选择性>99%，显著优于传统Ni基催化剂。结论指出，其优异稳定性源于碳基质低热膨胀系数和高热导率对热应力的有效耗散，以及碳缺陷对钴纳米颗粒的限域作用；机理揭示碳缺陷作为CO₂活化位点、钴纳米颗粒解离H₂并通过氢溢流经甲酸盐路径生成CH₄，避免CO副产物。该工作为设计适应波动能源供给的稳健CO₂加氢催化剂提供了新思路。