过渡金属原子中心催化剂（ASCs）是一类新型的CO₂电还原催化体系，但由于难以同时达到工业级电流密度和高选择性，阻碍了其实际应用。

近日，北京大学郭少军教授报道了一种在具有高负载Ni-N₃位点的3D多孔纳米碳上以几百克规模低成本生产Ni-ASCs的新策略，以工业级电流密度和高选择性极大地促进了CO₂电还原为CO。

文章要点

1）结果表明，虽然高负载(Ni- ASCs/4.3wt.%)和低负载(Ni- ASCs/0.8wt.%)的Ni- ASCs在H电池中对CO（FE_CO）的法拉第效率都在95%以上，但在流动电池中，当电流密度为343.9 mA cm⁻²时，Ni- ASCs/0.8wt.%只能获得43.6%的FE_CO，显著低于Ni- ASCs/4.3wt.%（95.1%，533.3 mA cm⁻²）。因此首次揭示了在工业级电流密度下，高负载单原子位对高选择性CO₂电还原的促进作用。

2）研究表明，Ni-ASCs/4.3wt.%基膜电极组件在360.0 mA cm⁻²的工业级电流密度下表现出优异的耐久性，这是已报道的基于ASCs的膜电极系统中实现CO₂电还原CO的最佳性能之一。

参考文献

Shuguang Wang, et al, Industrial-Level CO₂ Electroreduction Using Solid-Electrolyte Devices Enabled by High-Loading Nickel Atomic Site Catalysts, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201278

https://doi.org/10.1002/aenm.202201278