【解读】JACS Au：等离子体耦合化学链-温和温度下实现CO₂高效转化

主要观点总结

本文提出一种新型等离子体-化学链耦合策略用于CO₂转化(PCLCS)，在温和温度下实现CO₂的高效活化及无氧CO的生成。该策略结合了旋转滑动弧等离子体和Ce-Zr-O氧载体，通过系统的实验和理论研究揭示了其协同作用机制。实验证明，在CeO₂中掺杂Zr元素形成的Ce-Zr-O固溶体可提高反应性能。PCLCS系统实现了高达84%的CO₂转化率和1.3 mmol·g -1 的无氧CO产量，优于传统热化学链分解CO₂工艺。此外，该策略有望以间歇和分散的方式利用可再生能源供电，成为应对CO₂温和转化为清洁CO挑战的可行解决方案。

关键观点总结

关键观点1: 创新等离子体-化学链耦合策略用于CO₂转化

提出一种新型PCLCS系统，结合旋转滑动弧等离子体和Ce-Zr-O氧载体，在温和温度下实现CO₂的高效活化及无氧CO的生成。

关键观点2: 系统实验和理论研究

通过系统的实验和理论研究，包括密度泛函理论计算，揭示了激发态CO₂*与氧载体氧空位相互作用在此协同效应中的关键作用。

关键观点3: 优秀的性能表现

实现了高达84%的CO₂转化率和1.3 mmol·g -1 的无氧CO产量，优于传统热化学链分解CO₂工艺。所实现的转化率超过了基于低温等离子体分解CO₂工艺中报道的转化率，表明等离子体和Ce 0.7 Zr 0.3 O 2-δ 氧载体之间具有强大的协同作用。

关键观点4: 可再生能源的应用潜力

PCLCS系统由于等离子体的瞬间开/关特性，可以间歇和分散的方式利用可再生能源供电，成为应对将CO₂温和转化为清洁CO这一挑战的可行解决方案。

文章预览

英文原题：Plasma Chemical Looping: Unlocking High-Efficiency CO₂ Conversion to Clean CO at Mild Temperatures 通讯作者： Hao Zhang (张浩), 浙江大学能源工程学院；  Xin Tu (屠昕), 英国利物浦大学电气工程与电子系；  Jianhua Yan (严建华), 浙江大学能源工程学院；  Hai Zhang (张海), 上海交通大学机械与能源工程学院 作者： Yanhui Long, Xingzi Wang, Hai Zhang*, Kaiyi Wang, Wee-Liat Ong, Annemie Bogaerts, Kongzhai Li, Chunqiang Lu, Xiaodong Li, Jianhua Yan*, Xin Tu*, Hao Zhang* 背景介绍 温室气体CO₂的高值转化利用是当前国际研究前沿和焦点，然而 CO₂稳定性强，键能高，热力学分解温度高达近 2000 ℃，如何实现温和条件下的 CO₂高效活化和产物生成是瓶颈难题。  为此，本文提出了一种新型等离子体-化学链耦合策略用于CO₂转化(PCLCS，图1)，它将旋转滑动弧等离子体与氧载体相结合，在温和温度下有效转化CO₂ ………………………………