近日，大連化物所無機(jī)膜與催化新材料研究組（504組）張鵬副研究員、朱雪峰研究員和楊維慎研究員團(tuán)隊(duì)與美國南卡羅來納大學(xué)Kevin Huang教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)表了題為“The current status of high temperature electrochemistry-based CO₂ transport membranes and reactors for direct CO₂ capture and conversion”的綜述文章。

地球上二氧化碳濃度逐年升高，導(dǎo)致極端氣候變化，造成災(zāi)難事件頻發(fā)。因此，從燃煤發(fā)電和工業(yè)等排放源頭捕獲二氧化碳的工作迫在眉睫，發(fā)展高效碳捕獲與轉(zhuǎn)化技術(shù)對解決這一問題具有重要意義。二氧化碳分離膜反應(yīng)器不僅可以直接捕獲高溫下的二氧化碳?xì)怏w，而且可以原位將其轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化學(xué)品，是近些年來發(fā)展起來的新型碳捕獲與轉(zhuǎn)化技術(shù)。

該綜述圍繞此類膜反應(yīng)器技術(shù)，系統(tǒng)論述了二氧化碳分離機(jī)理和模型方程，詳細(xì)介紹了制備過程、微觀結(jié)構(gòu)、表面改性等關(guān)鍵技術(shù)對分離性能的影響，總結(jié)了二氧化分離膜反應(yīng)器在耦合二氧化碳捕獲與轉(zhuǎn)化方面的優(yōu)勢和發(fā)展現(xiàn)狀，展望了二氧化碳分離膜反應(yīng)器的發(fā)展前景及面臨的挑戰(zhàn)。

近年來，該研究團(tuán)隊(duì)在無機(jī)膜碳捕獲方面取得了系列進(jìn)展，首次提出并驗(yàn)證了超薄二維金屬-有機(jī)骨架分子篩膜新概念，實(shí)現(xiàn)H₂/CO₂分離（Science，2014；Angew. Chem. Int. Ed.，2017）；發(fā)展了金屬-有機(jī)骨架分子篩納米籠調(diào)控新策略，實(shí)現(xiàn)CO₂/N₂分離（Angew. Chem. Int. Ed.，2015; Adv. Mater.，2017）；提出了透氧膜反應(yīng)器中的反應(yīng)-反應(yīng)耦合新過程，在水氣變換反應(yīng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)H₂/CO₂分離（Energy Environ. Sci.，2017；AIChE J.，2020）。

該研究成果發(fā)表在Progress in Energy and Combustion Science上。以上工作得到國家自然科學(xué)基金，中科院先導(dǎo)B等項(xiàng)目的資助。(文/圖 張鵬)