开发高效、低成本、高选择性的CO₂还原（CO₂RR）电催化剂具有重要意义，但仍然具有挑战性。

近日，北京化工大学刘栋副教授，张利鹏副教授报道了一种低成本、高效率的硼、氮共掺杂介孔碳（BNMC）组成的CO₂RR电催化剂，并对其催化机理进行了探讨。

文章要点

1）通过改变热解温度和模板剂用量，研究人员调节了BNMCs的孔结构和B、N含量。采用优化后的杂原子掺杂和孔结构制备的BNMC在低过电位（423 mV）下可以高效CO₂RR为CO，电流密度（J_CO）为2.7 mA cm^-2，95%的高FE，远优于掺氮介孔碳（过电位为473 mV时的FE_CO为84%）。

2）研究发现，发现碳结构中N和B的协同效应对CO₂RR的选择性具有显著性影响，而介孔结构为N和B提供了有利的掺杂位置，可以增加活性中心的密度，从而获得较高的CO₂RR性能。

基于实验数据和密度泛函理论(DFT)计算，这项工作揭示了B，N共掺碳在CO₂RR中的潜在结构-活性关系，为合理设计用于高效CO₂RR的CMFCs提供了新的途径。

参考文献

Xinyue Ma, et al, Boron, Nitrogen Co-Doped Carbon with Abundant Mesopores for Efficient CO₂ Electroreduction, Applied Catalysis B: Environmental, 2021

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120543

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120543