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龙图腾网恭喜哈尔滨工业大学;黑龙江建筑职业技术学院申请的专利一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115831257B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211424082.3，技术领域涉及：G16C20/30；该发明授权一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法是由周欣;王茗倩;王一欣设计研发完成，并于2022-11-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法，属于化学和材料领域。本发明要解决大量的试错实验会造成大的时间和成本代价的问题。本发明结合第一性原理计算，以形成能作为判断材料热力学稳定依据，以溶解电位为判断电化学环境稳定性依据，筛选出高稳定性的单原子合金材料。再利用第一性原理计算方法研究满足稳定性标准的单原子合金材料的电催化还原二氧化碳性能，筛选出抑制析氢反应，对二氧化碳还原性能选择性高的催化剂。本发明为实验研究提供直接的理论指导，相比于人力实验，改善筛选速度，避免大量试错实验造成的能源、时间和成本损失。

本发明授权一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法在权利要求书中公布了：1.一种还原二氧化碳单原子合金电催化剂的设计方法，其特征在于，所述设计方法是通过下述步骤实现的： 构建单原子合金材料模型，模型包括多种金属种类和不同镶嵌位点； 对构建的模型进行优化，得到结构和能量信息； 根据能量信息计算单原子合金材料的稳定性，具体包括计算形成能ΔEfα和溶解电势Udiss； 当Udiss0且ΔEfα0，计算一氧化碳和氢原子吸附在单原子合金材料活性位点的吉布斯自由能ΔG*CO和ΔG*H，活性位点通过结构信息获得； 当ΔG*CO0且ΔG*COΔG*H单原子合金材料吸附一氧化碳的能量Eabs； 选择Eabs在-0.8eV~-0.4eV之间的单原子合金材料进行单原子合金材料的反应活性计算； 根据质子化反应，构建中间体并优化计算每步吉布斯自由能，确定电势决定步； 选择决定步电势低作为还原二氧化碳单原子合金催化剂； 设置计算所需的输入文件，然后优化多种单原子合金材料的几何结构，得到相应的CONTCAR和OUTCAR文件，再利用VESTA和VASP软件得到结构和能量信息； 根据能量信息利用下述公式计算形成能ΔEfα： ΔEfα=EM’@M-slab–EM-slab+nMEM–nM’EM’ 其中，EM’@M-slab：单原子合金材料整体的能量，EM-slab：未掺杂纯金属材料的能量，EM和EM’：每个金属单原子的在块体的能量，所有能量的单位均为eV，电势单位为V，M：原表面金属单原子，M’：表示掺杂单原子，ΔEfα中α：掺杂原子M’； M金属为Zn，M’金属选自Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、V、Mo、Ti、Cr； 根据能量信息利用下述公式溶解电势Udiss： Udiss=U–Ef|ne| 其中，U：掺杂原子的标准电极电势，Ef：单原子合金材料形成能，所有能量的单位均为eV，电势单位为V，M：金属单原子，ne：溶解过程中转移电子数； 克服低吉布斯自由能的质子化反应历程为一氧化碳还原反应的机制，构建优化各个中间体在掺杂位点的吸附态，并计算每一步的吉布斯自由能变，在所有氢化步骤中吉布斯自由能值最大的步骤为该机制的电势决定步，所对应的是决定电势。

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