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ACS Catalysis：产氢位点设计，促进电催化CO2还原

时间：2022-08-16 来源：浏览：

ACS Catalysis：产氢位点设计，促进电催化CO2还原

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通过电化学还原 CO ₂ 方式生成甲酸盐是一种符合经济利益的 CO ₂ 增值化方法，人们在之前的工作中发现 Bi 基材料是具有前景的电催化剂，但是 Bi 基材料通常表现比较低的催化活性，导致其难以进行实际应用。

有鉴于此， 清华大学段昊泓、北京化工大学栗振华等 报道发展了一种协同催化剂，这种催化剂将 Ag 纳米粒子担载于层状纳米片 Bi ₂ O ₂ CO ₃ (BOC) 上形成阵列 (Ag/BOC) ，与单独的 BOC 相比，这种 Ag 催化剂修饰的杂化催化剂反应速率提高 2 倍，同时生成甲酸盐的法拉第效率保持在 98 % ，在较宽的电势窗口（ -0.86~-1.26 v ）都保持比较优异的法拉第效率（ >85 % ）。

本文要点

要点1. 通过实验和理论计算结果结合，说明 Ag 能够促进 H ₂ O 分子解离生成活性氢物种，随后活性氢转移到相邻的 Bi 位点上与 CO ₂ 还原反应结合，从而促进反应活性。

要点2. 作者通过自制的双电极流动相电池，将两级分别与 CO ₂ 电化学还原、甘油电化学氧化反应结合，从而在 2.2 V 实现了高达 130 % 的表观甲酸盐法拉第效率。与传统水氧化反应配对的 CO ₂ 电化学还原相比，这种双电极流动相电池能够节省 63 % 的电能量。

Xinyue Guo, Si-Min Xu, Hua Zhou, Yue Ren, Ruixiang Ge, Ming Xu, Lirong Zheng, Xianggui Kong, Mingfei Shao, Zhenhua Li*, and Haohong Duan*,Engineering Hydrogen Generation Sites to Promote Electrocatalytic CO ₂ Reduction to Formate, ACS Catal. 2022, 12, 10551–10559

DOI:10.1021/acscatal.2c02548

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c02548

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