清华王定胜Angew.: 磷诱导单铁位点的电子局域化以增强CO2电还原

用电化学方法将二氧化碳还原为化学物质和燃料最近引起了人们的极大兴趣，但该方法通常存在高过电位和低选择性等问题。

基于此，清华大学王定胜团队将单个P原子引入N掺杂碳载体单原子Fe催化剂(Fe-SAC/NPC)中，其中P主要以P-C键的形式存在。该催化剂具有显著提高的电催化CO₂还原性能。

该催化剂在320 mV的低过电位下，CO₂RR表现出~97%的CO法拉第效率，Tafel斜率仅为59 mV dec^-1，优于大多数报道的单原子电催化剂，甚至可与最先进的金催化剂相媲美。

实验分析结合DFT计算表明，高配合壳(n≥3)，特别是铁中心的第三配合壳增强了铁位点的电子局域化，提高了关键羧基中间体的稳定性和降低了羧基形成的反应能垒，使得在低过电位下具有优越的二氧化碳电化学还原性能。

Phosphorus Induced Electron Localization of Single Iron Sites for Boosted CO₂ Electroreduction Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2021. DOI:10.1002/anie.202110433