ACS Nano：氧空位协同Sn掺杂，实现低过电位下CuO上CO2还原为CO

利用铜基电催化剂进行CO₂电化学还原反应(CO₂RR)实现碳中和是一种有效的方法。然而，由于铜基电催化剂选择性低、稳定性差，这严重限制了它们在电化学CO₂RR的实际应用。根据文献报道，通过缺陷工程或掺杂调节表面电子分布可以有效地改善CO₂RR的性能。

基于此，西安大略大学孙学良、深圳大学张磊、华南理工大学邓洪和中科院广州能源研究所Zeng Gongchang等采用一锅法合成了掺杂Sn的CuO纳米片状电催化剂(V_O-CuO (Sn))，其结构中含有丰富的氧空位缺陷，用于催化CO₂转化为CO。

实验结果表明，V_O-CuO (Sn)电极表现出优异的电催化性能，在较宽的电位窗口内(-0.48 V_RHE~-0.93 V_RHE)，CO₂转化为CO的法拉第效率(FE_CO)超过95%；而在420 mV_RHE的竞争过电位下，FE_CO达到99.9%的最大值。此外，连续反应180 h后，V_O-CuO (Sn)的FE_CO仍保持在96%以上，其稳定性超过了以往报道的大多数CO₂还原电催化剂。

密度泛函理论(DFT)计算表明，V_O-CuO (Sn)可以有效地增强CO₂分子的吸附和活化过程，进一步降低COOH中间体形成和CO解吸的能垒，使得电化学CO₂还原为CO的性能显著提高。总的来说，这项工作通过金属掺杂和缺陷工程扩大了设计环境友好CO₂RR催化剂的范围，以有效地实现CO₂转化为CO的催化剂的稳定性和选择性。

Sn Dopants with Synergistic Oxygen Vacancies Boost CO₂ Electroreduction on CuO Nanosheets to CO at Low Overpotential. ACS Nano, 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c08436