将CO₂高效、选择性地电还原成化学燃料有望缓解环境污染和能源危机，但它依赖于具有可控产物选择性和反应路径的催化剂。近日，昆士兰科技大学Liangzhi Kou等通过第一性原理计算，筛选出了六种锚定在In₂Se₃单层上的过渡金属原子铁电催化剂，TM@In₂Se₃（TM = Ni、Nb、Pd、Re、Rh 和 Zr），其催化性能可以通过基于调整的d带中心和负载金属原子占据的铁电开关来控制。

本文要点：

1）作者发现极化依赖的激活可以有效控制TM@In₂Se₃（TM = Ni、Pd、Rh、Nb 和 Re）催化剂 CO₂ 还原的极限电位以及 Nb@In₂Se₃ 和 Re@In₂Se₃ 催化剂的反应路径和最终产物。

2）有趣的是，铁电开关甚至可以重新激活Zr@In₂Se₃催化剂卡住的CO₂催化还原过程。

3）In₂Se₃上原子分散的过渡金属催化剂催化CO₂还原具有低的极限电位和独特的铁电可控性质，与传统的单原子催化剂具有明显的区别，为提高催化活性和选择性以实现高效可控的电化学CO₂还原开辟了一条新途径。

Lin Ju, et al. Controllable CO₂ electrocatalytic reduction via ferroelectric switching on single atom anchored In₂Se₃ monolayer. Nat. Commun., 2021

DOI: 10.1038/s41467-021-25426-5

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25426-5