浙江大学温州研究院联合曼彻斯特大学突破等离子体催化原位红外漫反射诊断关键技术
国产“超级显微镜”将成相关实验室标配
■ 周琳子
近日,浙江大学温州研究院联合曼彻斯特大学,成功研发全球首款可稳定监测等离子体催化反应过程的原位红外设备。该设备攻克了在原位条件下对等离子体催化反应进行稳定动态监测的技术瓶颈。目前,首批产品已投产下线,获曼彻斯特大学、新加坡国立大学、中国科学院赣江创新研究院等全球一流机构验证应用,预计三年内覆盖全球80%等离子体催化研究机构,让中国智造的“超级显微镜”成为全球实验室标配。
等离子体催化是绿氢存储、二氧化碳资源化、零碳化工等前沿领域的核心技术之一。而催化过程中,“气-固”界面反应动态监测的精准性和稳定性有待提升。目前,在等离子体催化表面反应的原位诊断领域,全球尚缺乏成熟且稳定的解决方案。
为填补该领域的技术空白,浙江大学温州研究院新材料国际科创中心副主任范晓雷教授带领团队成功开发出这一原位红外设备,攻克了等离子体干扰下红外信号失真、瞬态中间体捕获失败等难题。
“好比一台透视反应黑箱的超级显微镜,过去无法在稳定等离子体放电条件下观测的反应物活化过程、中间体在表面活性位点的演化,如今可直观捕捉,这为理性设计高效等离子体催化剂及催化体系提供了黄金标尺。”研发人员介绍。
近年来,团队聚焦等离子体催化技术自主攻坚,以突破高端科研仪器研发重大难题为战略支点,持续探索等离子体场下的原子级反应机理解析新技术、等离子体催化的新材料体系适配新工艺、工业场景集成新路径,加速推动“科学发现—新型催化剂设计—工业级工艺优化”创新链闭环。此次自主研发的设备具备放电稳定、多气氛兼容、毫秒级红外采集等优势,实现了在等离子体条件下对反应物、中间体、产物的动态过程追踪。
当前,该设备已在新加坡国立大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)等多个国际科研机构投入使用,助力全球研究团队在等离子体催化原位诊断领域取得重要进展。未来,团队将面向全球科研团队开放定制化、联合开发等形式合作,缩短等离子体催化技术开发周期,推动高端表征器件驶入量产“快车道”。