电化学 CO₂ 还原为甲酸盐为 CO₂ 的利用提供了一种温和可行的途径，而铋因其独特的析氢反应抑制作用而成为一种很有前途的金属催化剂。据报道，铋基电极通常表现出高选择性，而工作电位范围相对狭窄。

有鉴于此，天津大学刘乐全 副教授等人，从电子修饰工程的角度出发，通过简便的化学还原方法制备了 B 掺杂的 Bi催化剂。

本文要点

1）尝试通过引入硼原子来调节金属Bi的电子结构，实现CO₂的高效电化学还原。使用B掺杂剂，甲酸盐的法拉第效率在−0.6 ~−1.2 V(相对于可逆氢电极)的宽工作电位范围内达到90%以上。

2）原位拉曼光谱、X 射线吸附光谱和密度泛函理论 (DFT)计算分析表明，掺杂 B 的 Bi 诱导 p 电子态向费米能级移动，诱导富电子铋的形成，从而通过微调*OCHO的吸附能有利于甲酸盐的形成。

3）此外，构建了与光伏器件耦合的全电池电解系统，实现了高达11.8%的太阳能-甲酸盐转换效率。

参考文献：

Xin Chen et al. Boron Dopant Induced Electron-Rich Bismuth for Electrochemical CO₂ Reduction with High Solar Energy Conversion Efficiency. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202101128

https://doi.org/10.1002/smll.202101128