缓释外壳，结构调控！Nature大子刊发表中国科学技术大学最新电催化科研成果！

文摘 2024-11-05 09:30 北京

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论文拟解决的关键挑战：

催化剂的表面结构对电化学CO₂还原反应的性能有很大影响。然而，外加电位引起的重构会影响其表面结构，且难以控制。

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图文简介：

针对上述挑战，中国科学技术大学的吴宇恩教授和周煌教授等人在Nature Synthesis发表论文，该团队受到具有缓释结构的药物胶囊的启发，开发了一种碳酸盐缓释策略，在金属氧化物催化剂上构建了一个水溶性碳酸盐外壳，成功地调节了CO₂电还原催化剂的重构。壳层起到保护涂层的作用，有效减缓了催化剂在外加电场作用下由高价态向低价态的表面演化过程。

通过调整壳层厚度和溶解速率，可以调节表面重建，从而有效促进低配位金属表面物质的形成，同时提高CO₂电还原的活性和选择性。该策略有利于生成晶界丰富、颗粒小的Cu(0)。

对于CuO@K₂CO₃催化剂，其C₂₊法拉第效率为82.8±2.2%，电流密度为2.0 A cm⁻²，优于传统CuO催化剂。

非原位和原位表征表明，这些生成的表面结构增强了*CO中间稳定性和C-C耦合。

这种调节表面重建的方法可以应用于其他催化剂，如ZnO，In₂O₃，SnO₂和Bi₂O₃，提高它们对CO和甲酸盐的选择性。

本工作提出了一个精确和通用的策略，能够调节催化剂表面结构重构，并推进CO₂RR的产业整合。

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