8月21日，我校能源与机械工程学院潘卫国教授、郭瑞堂教授团队在Nature子刊《自然·通讯》（Nature Communications，DOI:10.1038/s41467-026-77025-x）在线发表了题为“Low-coordinated CuNi dual-atom catalyst for efficient flue gas CO₂-to-C₂H₆ photoreduction”的研究论文，这是能机学院在CO₂资源化利用领域取得的重要研究成果。论文第一作者为我校联合培养的博士生唐军英、王青山和浙江大学博士后冉明矗，研究工作由我校联合浙江大学、上海理工大学等单位共同完成，潘卫国教授、郭瑞堂教授与中国工程院院士、浙江大学高翔教授和浙江大学张霄教授为论文的共同通讯作者。我校为论文第一完成单位和通讯作者单位。
将烟气中CO₂通过人工光合作用转化为高价值太阳能燃料（C₂产物）是实现CO₂利用和可持续能源生产的绿色路径。然而，在燃煤电站烟气成分条件下，实现高效光催化CO₂还原为C₂产物极具挑战性，其难点在于CO₂浓度低（15%左右）、反应动力学迟缓，且催化剂易发生中毒失活。
针对上述问题，本文创新性地采用原位热聚合法制备了具有低配位N₃‑Ni‑Cu‑N₂双原子活性位点的CuNi/PCN光催化剂，经优化后的催化剂可驱动CO₂光还原反应，主产物为乙烷（C₂H₆），产率可达254.3 μmol·h⁻¹·g⁻¹，同时伴随生成少量一氧化碳与甲烷。在模拟燃煤烟气CO₂浓度为15%的条件下，该催化剂仍可维持约50%的产物产率，乙烷的电子选择性约63%，表现出良好的抗中毒能力与稳定性。综合表征分析表明：低配位CuNi双原子位点可协同调控活性位点电子结构，降低生成乙烷的C‑C偶联反应能垒；形成的Cu‑Ni键进一步提升了催化剂的结构稳定性与光催化稳定性。本研究成果为利用工业烟气通过太阳能高效制备C₂产物提供了一种富有前景的技术思路。
本研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市自然科学基金等项目的资助，并得到了能源高效清洁利用全国重点实验室、机械工业清洁发电环保技术重点实验室和上海发电环保工程技术研究中心等平台的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77025-x
能源与机械工程学院 供稿
