【催化】苏州大学李彦光等Nature子刊：富含结构缺陷的催化剂二次转化，助力高效电化学CO2RR

通讯作者：冯振兴、李亚飞、周武、李彦光

通讯单位：俄勒冈州立大学、南京师范大学、中国科学院大学、苏州大学

成果一览

电化学CO2还原可将CO2转化为有价值的化学原料或燃料，从而减少CO2的直接排放，有助于实现真正意义上的碳循环。甲酸（或甲酸盐）是电化学CO2还原是具有经济效益且可行的重要转化产品之一。然而，其商业可行性取决于高活性和选择性电催化剂的开发。

俄勒冈州立大学冯振兴教授、南京师范大学李亚飞教授、中国科学院大学周武研究员、苏州大学李彦光教授报道了电催化CO2还原的最新研究成果，证明了结构缺陷对于铋催化剂具有明显的正向影响。以溶液法合成的富含缺陷氧化铋纳米管（Bi2O3 NTs）为模板，通过阴极极化将氧化铋二次转化为金属铋且保持催化剂纳米管形貌，制备了富含缺陷的铋纳米管电催化剂（Bi NTs）。该催化剂对于CO2还原成甲酸盐具有高活性，高选择性以及优异的稳定性。其电流密度在-0.61 V时达到~288 mA cm-2。密度泛函理论计算，优异的活性和选择性归因于催化剂中存在大量的缺陷铋位点，使*OCHO中间体更稳定，促使还原反应的有效进行。

图文导读

图1 Bi2O3 NTs结构形貌表征

图2 Bi NTs催化剂电化学性能表征

图3 Bi NTs催化剂电化学性能表征

图4 Bi NTs催化剂缺陷位点理论计算

图5 Bi NTs催化剂光电化学CO2RR性能表征

本文报道了一种以氧化物为模板，通过阴极极化二次转化获得富含缺陷的铋纳米管电催化剂。丰富的铋缺陷位点在CO2还原为甲酸（甲酸盐）反应中可有效吸附并稳定反应中间体*OCHO，表现出优异的电催化活性与高选择性。

文献链接

Structural defects on converted bismuth oxide nanotubes enable highly active electrocatalysis of carbon dioxide reduction

(Nature Communications，2019，DOI: 10.1038/s41467-019-10819-4)

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10819-4