利用以二氧化碳为碳源的剩余可再生能源生产甲烷燃料，可以实现化石燃料原料的脱碳和替代。然而，为了有效地活化CO₂，通常需要高温。近日， 瓦伦西亚理工大学Avelino Corma、Patricia Concepción报道了在碳掺杂RuO₂中稳定的低氧化态Ru位点实现低温CO₂活化产生甲烷。

本文要点：

1) 作者报道了一种温和绿色水热合成合成的固体催化剂，其合成过程涉及掺杂到氧化钌中的间隙碳，从而使得Ru阳离子能够稳定在低氧化态，并形成碳酸氧钌相。与传统催化剂相比，该催化剂能够在更低的温度下将CO₂转化为甲烷，并且具有高活性和选择性，以及优异的长期稳定性。

2) 此外，这种催化剂能够在间歇供电条件下运行，这使其能与可再生能源电力生产系统很好地耦合。作者通过在宏观和原子尺度上结合先进的成像和光谱工具，对催化剂的结构和钌物种的性质进行了表征，发现低氧化态Ru位点（Ruⁿ⁺，0 < n < 4） 具有高催化活性。

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Carmen Tébar-Soler et.al Low-oxidation-state Ru sites stabilized in carbon-doped RuO₂ with low-temperature CO₂ activation to yield methane Nature Materials 2023

DOI: 10.1038/s41563-023-01540-1

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01540-1