美国能源部 (DOE) 布鲁克海文国家实验室的化学家开发了一种新的理论框架，可以更准确地预测催化剂的行为。这些原子集合降低了无数化学反应所需的能量。

这项研究揭示了温度和压力等条件如何改变催化剂的结构、效率，甚至其产生的产品。研究结果发表在《化学催化》杂志上。

布鲁克海文实验室化学部理论家、石溪大学 (SBU) 兼职教授、负责这项研究的刘平表示：“我们的研究结果强调了反应环境对催化性能的重大影响。”

“我们表明，这些催化剂-环境相互作用可用于调整催化剂的效率和选择性，这可以为设计更好的催化剂指明新方法。”

在这项研究中，科学家模拟了催化剂，帮助氢气(H2) 将温室气体二氧化碳 (CO2) 转化为甲醇等一系列其他产品。催化剂由钯 (Pd) 与其他金属(锌 (Zn) 或银 (Ag))制成，科学家此前已证明这些金属对“CO2加氢”反应有效。

他们之所以这么做，是因为早期研究发现该反应存在巨大差异。在之前发表的实验中，金属钯优先生成甲酸(HCOOH)。但理论计算预测甲醇 (H3COH) 应该是能量上最有利的产物。

“理论和实验之间的这种矛盾让我们怀疑为什么会有差异。我们忽略了什么?”刘问道。

刘在 SBU 的研究生张宏是该论文的第一作者，他设计了一种方法，通过模拟反应过程中发生的情况来找出答案。