通过将二氧化碳转化为燃料来应对全球变暖的目标可能更近了一步，研究人员使用超级计算机来确定一组可以发挥关键作用的“单原子”催化剂。

昆士兰理工大学材料科学中心的研究人员由寇良志副教授领导，他们参与了一项国际研究，该研究使用理论模型来确定六种金属(镍、铌、钯、铼、铑、锆)，这些金属被发现在可以将二氧化碳转化为可持续和清洁能源的反应。

发表在Nature Communications 上的研究涉及 QUT 研究人员杜爱军教授、顾远彤教授和林菊博士。

Kou 教授说，这项研究是通过使用澳大利亚国立大学的国家计算基础设施对实验进行建模来进行的，研究金属的单个原子如何与二维“铁电”材料片发生反应。

铁电材料的一面带正电荷，另一面带负电荷，当施加电压时，这种极化可以逆转。

在理论建模中，研究人员发现，将催化剂金属原子添加到铁电材料中可以将温室气体转化为所需的化学燃料。

一旦极性反转，该状态将被保留以作为转化二氧化碳的催化剂。

寇教授说，虽然十年前就提出了用于减少二氧化碳的单原子催化剂，但这项研究显着推动了该领域的发展。

“我们设计了一种特殊的化学催化剂，它可以将温室气体CO 2转化为所需的化学燃料。可以通过一种可行的方法来控制转化效率，”寇教授说。

“这意味着我们第一次开发出加速或减速的能力，甚至关闭化学反应。

“二氧化碳是温室效应导致全球变暖的主要原因，将其转化为化学燃料不仅对我们的环境很重要，而且有助于解决能源危机。”

该研究的第一作者 Ju 博士表示，这项研究工作为设计可能对化学工业产生重大影响的新型催化剂提供了指导。

寇教授表示，该研究领域的长期目标是找到将二氧化碳转化为清洁能源的方法。

寇教授说，这项研究的结果最终可能导致增加了涂层的发动机或工业系统，将转换的方式碳的二氧化碳而不是释放更多气体到大气中。

QUT 的研究人员来自机械、医学和过程工程学院以及化学和物理学院。