将二氧化碳（CO₂）电化学转化为碳氢化合物是储存可持续能源和解决气候问题的重要途径。然而，要找到一个有前景的模型来阐明催化剂上的掺杂剂和空位在CO₂电还原中的作用仍是一个巨大的挑战。

近日，大连理工大学侯军刚教授报道了一种同时掺入氮掺杂和氧空位的多孔氧化氮化铟（V_o-N-InON）纳米片，实现了CO₂转化为甲酸（HCOOH）的高效反应。

文章要点

1）结果表明，与原始In₂O₃、V_o-In₂O₃和InN相比，V_o-N-InON催化剂在−0.8V的低电位下的甲酸盐选择性高达95.1%，在流动池中提供了121.1 mA cm^-2的大电流密度。

2）密度泛函理论（DFT）计算表明，*OCHO中间体的产生是反应速率确定步骤。氮掺杂和氧空位之间的协同作用有助于CO₂的活化，促进电荷转移，降低了*OCHO质子化的反应自由能。

这项工作不仅揭示了氮掺杂和氧空位之间的协同效应改善催化性能的基础，而且也为CO₂转化提供了一个有效的平台。

参考文献

Bo Zhang, et al, Regulating *OCHO Intermediate as Rate-Determining Step of Defective Oxynitride Nanosheets Enabling Robust CO₂ Electroreduction, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200321

https://doi.org/10.1002/aenm.202200321