近日，大连理工大学唐大伟教授、蒋博副教授在“太阳能驱动的热化学储氢系统”方面取得研究进展，相关成果分别发表于Wiley出版社旗下期刊《Advanced Functional Materials》（IF：19.0）和《Advanced Science》（IF：14.1）。

图. 研究成果1核心内容（左），研究成果2核心内容（右）

研究成果1简介：

CO₂甲烷化为可持续可再生能源存储及长期空间探索任务提供了一种实用的解决方案。然而，传统的直接太阳能驱动光热系统存在热响应滞后和动态温度波动的问题，这削弱了甲烷产率的稳定性，并限制了其在高气体空速条件下的适用性。为解决这一难题，本团队提出了一种可昼夜连续运行的CO₂甲烷化系统，通过将光伏发电与感应加热相结合，并引入一种兼具催化与感应加热功能的快速响应电磁超材料（EEM）。该EEM通过3D打印策略将单原子、纳米团簇与碳纳米管组装为宏观结构，在297 kHz频率、461 W输入功率下，仅用36秒即可升温至300°C，并在超高气体空速（150,000 mL g_cat^-1 h^-1）条件下实现高达821 mmol g_cat^-1 h^-1的甲烷时空产率。户外光伏驱动感应加热系统可在一周内保持稳定运行，甲烷累积产气量达到1373.2 L，显著屏蔽环境波动带来的影响。值得注意的是，该系统实现了13%的太阳能-化学能的能量转化效率，并较传统电加热技术节省约20%的能耗，为实现高效、稳定的CO₂甲烷化提供了极具前景的路径。该成果以“Rapid-response Electromagnetic Metamaterial Enabling Round-the-clock Electrified CO₂ Methanation”为题发表于《Advanced Functional Materials》期刊，博士生汪鹏轩和博士生高玉明为论文共同第一作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202524133

研究成果2简介：

CO₂加氢制多碳产物（C₂₊）是实现碳中和与可再生能源储存的重要途径，然而传统催化剂在活性和选择性方面仍存在较大局限。针对这一挑战，本团队提出了一种通用且可解释的描述符（φ=0.1Σθ_d + minχ），用于指导高性能双原子催化剂（DACs）的理性设计。该描述符仅基于金属原子的固有属性（d电子数和电负性），能够同时有效预测多种C–C耦合反应（如CH*–CH*、CO*–CO*、CHO*–CO*、CH*–CH₂*）的活性与选择性，并揭示其分子轨道层面的构效关系。通过机器学习结合高通量筛选，从400余种候选催化剂中成功预测并实验验证了FeZr@NC催化剂具有优异的C₂₊产率（22.6%），相比现有催化剂提升达3至30倍，在稳定性测试中也表现出良好的耐久性。该描述符具备良好的普适性，适用于多种类型的C–C耦合反应，为高效催化剂的快速开发提供了新策略。该成果以“Universal and Interpretable Descriptor to Design Dual-atom Catalysts for Multi-type C–C Coupling with Ultrahigh C₂₊ Yield”为题发表于《Advanced Science》期刊，博士生高玉明为论文第一作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202512614