北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林團(tuán)隊(duì)推出全新催化機(jī)制——接觸電致催化。

1月13日，在中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所（簡(jiǎn)稱，納米能源所）重大原創(chuàng)成果發(fā)布會(huì)上，納米能源所所長(zhǎng)、首席科學(xué)家王中林及其團(tuán)隊(duì)提出了一種全新催化機(jī)制——接觸電致催化。該成果利用材料間接觸起電（摩擦起電）引起的電子轉(zhuǎn)移，作為催化反應(yīng)的核心，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。

不同于電催化或光催化需要催化劑具備導(dǎo)電、光敏等特性，這是一種全新的催化機(jī)制。接觸電致催化是利用機(jī)械激勵(lì)下通過接觸起電效應(yīng)產(chǎn)生的電子催化反應(yīng)，只要材料能夠接觸起電就可能催化反應(yīng)的進(jìn)行，因此極大地拓寬催化劑的遴選范圍，提供了更為豐富的催化體系設(shè)計(jì)可能。

王中林表示，相比于紫外光照、電能輸入等方式?jīng)Q定的局部反應(yīng)效果，接觸起電普遍存在于各類材料間，包括固體與固體、固體與液體、還有固體與氣體、液體與氣體等，大大降低了催化劑的選擇和合成門檻，具有規(guī)模化應(yīng)用的前景。

從環(huán)境影響角度出發(fā)，接觸電致催化對(duì)催化劑的選擇幾乎無(wú)限制，且能夠反復(fù)回收重復(fù)使用，減少了制備過程中對(duì)環(huán)境的污染。

從古人利用酵素釀酒制醋，到工業(yè)革命初期人們用鉛室法制硫酸，再到如今的化工產(chǎn)品85%都離不開催化反應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示，催化反應(yīng)對(duì)一個(gè)國(guó)家GDP的貢獻(xiàn)近20%。

關(guān)于催化學(xué)科的研究，大致可按催化劑種類，將其分為三大類：第一類是金屬基催化劑，包括貴金屬、金屬氧化物，硫化物、金屬有機(jī)框架材料、半導(dǎo)體、壓電材料等；第二類是酶，也即生物基催化劑；第三類是有機(jī)小分子。這些研究獲得了16次諾貝爾獎(jiǎng)。

回顧催化劑的工作原理，其核心是通過生成活性中間體等方式降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。王中林表示，除金屬基催化劑、酶、以及有機(jī)小分子之外，這次發(fā)現(xiàn)的接觸電致催化可以視為第四種催化劑。

王中林是納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍科學(xué)家，發(fā)明了壓電納米發(fā)電機(jī)、摩擦納米發(fā)電機(jī)和自驅(qū)動(dòng)納米系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了把散落在環(huán)境中的低頻機(jī)械能收集轉(zhuǎn)化為電能，為微納電子系統(tǒng)發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)能源自給和自驅(qū)動(dòng)提供了新途徑。