本站讯（通讯员：杨应举）2022年12月29日，国际权威期刊《Coordination Chemistry Reviews》（IF=24.833）在线刊发了煤燃烧国家重点实验室刘晶教授课题组题为“Direct hydrogenation of carbon dioxide to value-added aromatics”（二氧化碳直接加氢合成高附加值芳烃）的论文。华中科技大学为唯一完成单位，硕士研究生华芷萱为论文第一作者，杨应举和刘晶两位老师为共同通讯作者。
人类对化石燃料的依赖导致了二氧化碳的过度排放，由此引发的气候变化、海洋酸化等问题严重影响人类的生活，因此二氧化碳减排迫在眉睫。二氧化碳催化加氢是一项十分有前景的二氧化碳利用技术，将碳捕集技术获得的二氧化碳与可再生能源电解水产生的氢气混合，在高效催化剂作用下，反应生成高附加值化学品。芳烃是一种重要的化工原料，市场需求巨大。利用二氧化碳催化加氢合成芳烃不仅可以实现碳减排，也为工业生产提供高附加值的芳烃（图1）。
图1 碳捕集耦合可再生能源制氢实现二氧化碳催化加氢合成高附加值化学品
近年来，国内外学者对二氧化碳直接加氢制芳烃展开了大量研究，主要集中在催化剂开发、反应机理研究以及反应器设计等方面，但是缺少系统全面的分析以及对催化剂性能的综合比较。鉴于此，刘晶教授课题组分析了近年来有关二氧化碳加氢制芳烃在催化剂性能、微观反应机理、原位表征等方面的研究。在反应机理、动力学模型、催化剂开发以及反应器设计等方面提出了未来二氧化碳加氢制芳烃的挑战和展望（图2），为后续高效催化剂的开发奠定了理论基础。
图2 二氧化碳催化加氢制芳烃的催化剂和反应器的理论设计和开发
此外，文章还结合目前新能源发展趋势，提出了一种多能互补的低碳能源利用系统（图3）。以清洁能源发电驱动电解水，电解水获得的氧气用于富氧燃烧，获得的氢气与富氧燃烧捕集获得的二氧化碳在催化剂作用下反应生成高附加值化学品，与富氧燃烧获得的电力共同为工业和经济发展提供能量。
图3 耦合集成富氧燃烧、可再生能源电解水制氢、二氧化碳催化加氢的多能互补低碳能源利用系统
该工作得到了中央高校基本科研业务费专项资金（2019kfyRCPY021）、省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室开放课题（2022-K46）项目的支持。
刘晶教授团队一直致力于能源利用中污染物生成机理与控制、CO2减排与利用、固体废弃物处置与利用等方面的研究工作，发表SCI收录论文100余篇，其中在能源、燃烧和环境领域顶级期刊Progress in Energy and Combustion Science、Combustion and Flame、Proceedings of the Combustion Institute、Environmental Science & Technology发表20余篇论文；ESI热点论文1篇，高被引论文12篇。授权发明专利10余项。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001085452200577X?dgcid=coauthor
