轴向氧配位铁催化剂

酸性介质抑氢

通过轴向氧配位将铁位点从低自旋调至中自旋，抑制酸性条件下的析氢副反应并促进CO₂还原。

Han, Xu · Weisong, Li · 吴捷 · Zhou, Yingying · She, Xiaojie · 吴春笃 · 吕晓萌 · Zhang, Xiao · Lau, Shu Ping

Angewandte Chemie - International Edition 2026

参数信息

质量活性

76.17 A mgFe⁻¹

CO 电流密度

335 mA cm⁻²

CO₂ 利用率

80.97 %

能量效率

36.89 %

CO 电流密度（PEM 反应器）

324.55 mA cm⁻²

技术优势

酸性下抑氢

中自旋结构实现 𝜎* 轨道的自旋电子填充，削弱 H₃O⁺ 界面吸引，显著抑制析氢副反应。

CO 电流密度大增

酸性条件下 CO 电流密度约 335 mA cm⁻²，是 Fe-N₄ 的 42 倍以上（7.86 mA cm⁻²）。

高 CO₂ 利用率

PEM 多孔固态电解质反应器中，CO₂ 利用率达 80.97%，能量效率 36.89%。

应用场景

• CO₂电还原：酸性条件直接还原 CO₂，避免碳酸盐堵塞问题。
• 电解槽：作为酸性电解槽阴极催化剂，抑制析氢副反应。
• 质子交换膜反应器：在 PEM 反应器中实现 80.97% CO₂ 利用率。
• CO₂制CO：高选择性将 CO₂ 转化为 CO，CO 电流密度达 335 mA cm⁻²。