对于大多数含金属的CO2还原反应(CO2RR)电催化剂来说，不可避免的自还原为零价金属会促进析氢，从而降低CO2RR的选择性。因此，设计一种既能抗电化学自还原又具有高CO2RR活性的稳定相极具挑战性。
近日，天津大学张兵教授，中科院大连化物所肖建平研究员报道了通过原位转化复杂的前体单宁-铅(II)(TA-Pb)络合物，将（Pb3(CO3)2(OH)2）开发具有稳定和活性的电催化剂。
文章要点
1）实验结果显示，TA-Pb预催化剂的甲酸盐法拉第效率（FE）高达96.4±0.9%。
2）通过一系列综合表征，研究人员确定TA-Pb在稳态时首先原位转化为PbCO3（记为PCO），然后依次转化为Pb3(CO3)2(OH)2（记为PCOH），最终成为稳定的活性相，这实质上是高选择性生产甲酸盐的活性相。此外，研究人员还合成了纯的PbCO3纳米颗粒和Pb3(CO3)2(OH)2纳米板，分别证实了Pb3(CO3)2(OH)2在CO2RR中的转化机理和关键作用。
3）采用密度泛函理论(DFT)计算揭示了高的甲酸盐选择性，其归因于Pb3(CO3)2(OH)2上的HCOO*有利结合强度。
该研究工作不仅为通过抑制电极材料的自还原来提高CO2RR选择性提供了新的途径，也为研究电催化剂的反应机理和活性相提供了一种策略。
Shi, Y., Ji, Y., Long, J. et al. Unveiling hydrocerussite as an electrochemically stable active phase for efficient carbon dioxide electroreduction to formate. Nat Commun 11, 3415 (2020).
DOI：10.1038/s41467-020-17120-9
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17120-9
