由于环境和能源问题，开发一种高效的CO₂还原反应（CO₂RR）电催化剂具有重要意义。近年来，单原子催化剂（SACs）在电催化反应、有机转化和多途径环境催化等领域表现出明确而独特的活性中心，并取得了优异的活性和选择性。特别是，Cu SAC在电催化CO₂RR方面显示出良好的应用前景。

近日，西安交通大学苏亚琼，清华大学王定胜报道了一种以Lewis酸为载体的Cu SAC，用于电催化CO₂RR为甲烷（CH₄）。

文章要点

1）理论计算结果表明，金属氧化物（如Al₂O₃、Cr₂O₃）中的Lewis酸位点可以通过优化中间吸附来调节Cu单原子（SAs）的电子结构，从而促进CO₂甲烷化。

2）在此基础上，研究人员通过Lewis酸位点的超薄多孔Al2O3作为Cu SAs锚定的载体。结果显示，在−1.2 V（vs RHE）时，法拉第效率（FE）达到62%，相应的CH₄生成电流密度为153.0 mA cm⁻²。

这项工作展示了一种有效的策略来调整CuSAs的电子结构，从而实现高效地电催化CO₂RR为CH₄。

参考文献

Shenghua Chen, et al, Lewis Acid Site-Promoted Single-Atomic Cu Catalyzes Electrochemical CO₂ Methanation, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02502

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02502