Edward H. Sargent课题组主要致力于纳米光子学和材料化学等领域的交叉学科研究，广泛涉及光电器件、纳米生物传感器、光伏、钙钛矿、CO₂还原等领域。

2019年11月2日，Edward H. Sargent课题组接连在Nature Catalysis和Nature Energy发表最新研究成果。我们在此简要摘录，希望对相关领域研究人员有所启发。

一、控制Cu上的CO覆盖率促进高效电生产乙烯

乙烯是一种工业上需求很高的化学原料。通过直接电解CO₂来生产高价值的二碳（C₂）产品，如乙烯，已被广泛研究。而用廉价的工业CO代替CO₂高效地电催化转化为高价值的乙烯可以避免CO₂在碱性电解槽中形成碳酸盐，从而克服原料利用和稳定性方面的问题。然而，通过CO还原反应（CORR）进行的乙烯电合成存在选择性和能量效率低等问题。

近日，加拿大多伦多大学David Sinton，Edward H. Sargent等在电流密度高于100 mA cm^-2的情况下，在铜催化剂上实现了高效电催化CO还原生产乙烯。研究发现，该系统在各种CO浓度范围内都表现出良好的性能。在高电流密度下，将CO的利用率降低至CO的质量迁移极限时，乙烯的选择性会提高。

本文要点

要点1. 密度泛函理论计算揭示铜上的CO覆盖率如何影响乙烯与含氧化合物的反应途径：较低的CO覆盖率可稳定与乙烯相关的中间体，而较高的CO覆盖率则有利于含氧化合物的形成。作者进一步研究了局部CO与乙烯选择性之间的联系。

要点2. 然后，通过调整CO浓度和反应速率，控制局部CO的可用性，作者实现了72％的乙烯法拉第效率和> 800 mA cm^-2的部分电流密度。整个系统为乙烯生产提供的半电池能效为44％。

二、13.1％效率！高效量子点/有机光伏电池

参考文献：

1. Jun Li, et al. Constraining CO coverage on copper promotes high-efficiency ethylene electroproduction. Nat. Catal., 2019

DOI: 10.1038/s41929-019-0380-x

https://www.nature.com/articles/s41929-019-0380-x

2. Se-Woong Baek, et al. Efficient hybrid colloidal quantum dot/organic solar cells mediated by near-infrared sensitizing small molecules，Nat. Energy, 2019

https://www.nature.com/articles/s41560-019-0492-1