氯碱工业的工艺是能源密集型的，电解过程需耗费巨大能量，导致大量二氧化碳排放。因此，许多化学家一直致力于提高相关工艺的能源效率，寻找不含金属的催化剂，但收效甚微。清华大学化学系李亚栋院士、王定胜副教授团队将具有酰胺官能团的有机催化剂与二氧化碳结合，取代贵金属催化剂实现析氯反应（CER）。研究证明有机催化剂可以用于电化学反应，并具有广阔的应用前景。近日，相关研究成果发表于《自然》。
氯碱化工在供应生活用品和工业化学品（如消毒剂、氯气等）中起着主要作用，可以说，氯碱化工是化工产业的支柱之一。但在制氯过程中，氯碱工业效率受阳极上CER催化性能的影响。起初，CER中应用的阳极是石墨，成本很低，但选择性和耐久性较差。经过多次演变，有学者提出了形稳阳极（DSA），其表现出几乎100%的选择性以及超高的长达十余年的耐用性。然而，贵金属的大量使用限制了DSA向其他领域推广和更广泛的应用。
因此，开发新的非贵金属或者无金属催化剂，对于氯碱工业革命具有重要意义。
这项研究始于2021年3月，其间最大难点就是提出这个想法——用有机小分子实现CER。在想到用有机小分子实现CER之前，他们查阅了海量文献，并且进行了大量尝试，但都以失败告终。经过几个月的摸索，他们在一次偶然尝试中发现二氧化碳和小分子结合可以产生极高的活性，这给了大家很大的鼓舞。此后，研究团队沿着这条道路不断摸索优化反应条件以及制备工艺，最终实现了高性能有机小分子的开发。
王定胜本科就读于中国科学技术大学，后到清华大学跟随李亚栋读研究生。他坦言，两段顶尖学府的治学精神正是自己的科研法宝。王定胜性格内向，最大的爱好就是科学研究。这次研究成果能发表在《自然》上，王定胜很开心。但他也意识到，在此基础之上还有很多工作要做，一切才刚刚开始。他指出，现有的有机小分子催化剂存在很多缺陷。同时，商业化的一大前提是电极具有长期稳定性——电极在被更换或翻新之前通常要能持续工作至少5年。
对于有机分子来说，这样长的使用寿命是很难实现的，特别是电极要在高温下暴露于氯气和微量的氧气中。因此，未来需要进一步研究有机催化剂的长期稳定性。