电子科大夏川/大化所肖建平，最新Nature子刊！让铜催化剂超越贵金属！

利用可再生电力将CO₂转化为CO，为生产合成各种化学品和燃料的多功能中间体提供了一条可持续的途径。然而，对于大规模经济的CO₂转化为CO，选择性和活性之间存在权衡，需要精心设计高效催化剂才能达到最佳效果。

2024年7月17日，电子科技大学夏川教授和中国科学院大连化学物理研究所肖建平教授合作，在《Nature Communications》发表题为Turning copper into an efficient and stable CO evolution catalyst beyond noble metals的研究论文。

研究团队证明，铜与孤立的锑和钯原子共合金可以有效地活化 CO₂分子并将其转化为CO。

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Cu₉₂Sb₅Pd₃催化剂的结构表征。

这种三金属单原子合金催化剂(Cu₉₂Sb₅Pd₃)在 -402 mA cm^-2下实现了 100% (±1.5%) 的出色 CO 选择性以及在中性电解质中高达 -1 A cm^-2的高活性，超越了许多最先进的贵金属催化剂。

此外，它在-100 mA cm^-2的电流密度下表现出长达528h的长期稳定性，CO的法拉第效率（FE_CO）超过95%。

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Cu₉₂Sb₅Pd₃和对照样品（Cu、Cu₉₅Sb₅和Cu₉₇Pd₃）的CO₂RR性能。

原位光谱和理论模拟为Sb/Pd添加物与Cu基之间的电荷重新分布提供了明确的证据，证明Sb和Pd单原子协同改变Cu的电子结构以产生CO并抑制析氢。此外，协同相互作用增强了催化剂的整体稳定性。

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Cu₉₂Sb₅Pd₃上电化学CO₂到CO转化的机理研究。

这些结果表明，Sb/Pd掺杂的Cu可以在温和的条件下稳定地进行高效的CO₂电解，挑战贵金属在大规模CO₂转化为CO中的垄断地位。

文献信息：Xue, J., Dong, X., Liu, C. et al. Turning copper into an efficient and stable CO evolution catalyst beyond noble metals. Nat Commun 15, 5998 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50436-4

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