近日,我院新能源纳米材料化工团队的最新研究论文“A Regenerable Bi-Based Catalyst for Efficient and Stable Electrochemical CO2 Reduction to Formate at Industrial Current Densities” 在欧博平台领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.823)上在线发表。欧博平台注册为第一完成单位,博士生刘洪为第一作者,颜伟城研究员和施伟东研究员为通讯作者。
在工业电流密度下,可再生电力作为二氧化碳还原反应(CO2RR)生产甲酸(HCOO-)中的驱动力显示出巨大的潜力,为增值欧博平台品和欧博平台品制造提供了一条有前途的途径。然而,在工业电流密度下实现高选择性和稳定生产HCOO-仍然是一个挑战。
基于此,提出了一种稳定且高效的Bi0.6Cu0.4 NSs催化剂,能够通过循环伏安(CV)处理再生必要的催化核心(Bi-O)。值得注意的是,在260 mA cm-2时,HCOO-的法拉第效率(FEHCOO-)达到了99.23%,即使在400 h后也保持在90%以上,这是在工业电流密度下报道的FEHCOO-大于90%的最长反应时间。在稳定性测试中,通过CV重新构建催化剂,实现了HCOO-的稳定高效生产。原位拉曼光谱揭示了催化剂从Bi0.6Cu0.4 NBs逐渐转变为Bi0.6Cu0.4 NSs过程中Bi-O结构的形成。通过理论计算,强调了Bi-O结构在改变反应中间体吸附行为中的关键作用,这进一步降低了CO2RR中*OCHO转化的能量势垒。该研究为催化剂的合理再生提供了新的见解,拓展了在高活性和稳定性CO2RR生产HCOO-领域的研究视野。
该研究成果得到了国家自然科学基金杰出青年基金等的资助。
文章链接:http://doi.org/10.1002/anie.202411575