作为最有前途的CO₂利用途径之一，电催化CO₂还原为甲酸将有助于建立碳中和社会。 然而，目前的电催化剂在高选择性下的活性和稳定性有限，活性中心也不明确。

基于此，厦门大学王野教授，谢顺吉教授以Bi₂S₃为前驱体，采用溶剂热法合成了一种用于CO₂RR制甲酸的高性能电催化剂。

文章要点

1）在GDE流动池中，催化剂在-0.95V 外加电位下，获得了2.0 A cm⁻²的超高电流密度，甲酸FE含量为93%，活性和选择性明显优于目前所报道的研究。 此外，在较宽的操作窗口内，能量转换效率>60%。单程产率和甲酸盐的周转频率分别达到67%和55.5s−1。 同时，催化剂可在工业相关电流密度下稳定运行100小时。

2）Raman和X射线吸收光谱研究表明，Bi₂S₃在碱性CO₂RR条件下发生了结构演化，形成了由Bi团簇和Bi₂O₂CO₃纳米片组成的纳米复合材料。 深入的理论计算表明，Bi⁰- Bi₂O₂CO₃界面在促进CO₂活化和中间体生成，从而提高CO₂RR生成甲酸方面起着至关重要的作用。

参考文献

Li Lin, et al, A Nanocomposite of Bi Clusters and Bi₂O₂CO₃ Sheets for Highly Efficient Electrocatalytic Reduction of CO₂ to Formate, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214959

DOI: 10.1002/anie.202214959

https://doi.org/10.1002/anie.202214959