邓罡华的研究成果聚焦于电催化还原二氧化碳与界面超快动力学领域,其最突出的贡献是首次通过和频振动光谱直接观测到析氢反应(HER)中电极表面的OH⁻生成机制,为设计高效减碳催化剂提供了关键理论依据。 这一突破性发现揭示了不同电压下质子供体的动态切换规律,解决了水溶液中二氧化碳还原效率受HER竞争限制的难题。
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电催化还原二氧化碳的机理突破:邓罡华团队在金电极界面实验中,首次捕捉到Na₂SO₄水溶液中HER过程生成的OH⁻(特征峰3650 cm⁻¹),并发现CO₂饱和环境下该峰消失,转而出现HCO₃⁻还原产物的特征峰(3400 cm⁻¹)。这一发现证实了低过电位下HCO₃⁻是主要质子供体,而高过电位下H₂O成为主导,为选择性抑制HER提供了精准调控策略。
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界面激发态动力学的创新研究:他开发的新型多维和频光谱技术,实现了对凝聚相界面反应超快动力学的实时监测,尤其在能源转化与催化材料领域,为揭示反应中间体的动态行为提供了高分辨率工具。相关成果被应用于优化电极设计,提升可再生能源存储效率。
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跨学科合作与学术影响:邓罡华与俄亥俄州立大学L. Robert Baker团队的合作研究发表于顶级期刊《Chemical Science》,其工作被评价为“解决了电催化领域长期存在的质子来源争议”。他在国际青年学者论坛中多次分享界面光谱技术的前沿进展,推动国内外学术交流。
邓罡华的研究不仅深化了对电化学基础过程的理解,更从实际应用角度为碳中和目标提供了技术路径。未来,其团队在界面动力学领域的持续探索,有望为清洁能源转化带来更多革新性解决方案。