碲铋单原子合金

酸性CO2制甲酸

准金属碲位引入空间位阻和OH⁻吸附，分离质子与电子，抑制析氢，实现高效酸性CO2还原制甲酸。

Sheng, Beibei · Cao, Dengfeng · Qi, Zhenghang · Shou, Hongwei · Xia, Yujian · Su, Xiaozhi · 陈双明 · 武传强 · Liu, Hengjie · Chimtali, Peter J. · Yongheng, Chu · Liu, Chongjing · 武晓君 · 松林

Materials Today 2025

具体参数

HCOOH法拉第效率

~94.5 %

单程碳效率

~40 %

技术优势

酸性介质中甲酸选择性高

准金属Te位点通过空间位阻效应阻断*H耦合，并吸附OH⁻作为质子源，实现质子与电子的空间分离，从而抑制析氢、促进CO₂加氢生成甲酸。

单程碳效率显著提高

在流动电解池中，Te₁Bi催化剂在酸性介质中实现了约40%的单程碳效率，减少了CO₂的循环再压缩需求。

反应电位更温和

与常规酸性CO₂还原相比，Te₁Bi展现出更温和的反应电位，有助于降低能耗。

应用场景

• 酸性CO2电还原：直接在酸性介质中高效转化CO₂为甲酸，避免中和步骤。
• 单原子合金催化剂：准金属与金属原子合金化可精准调控活性位点电子结构与位阻。
• 碳捕集与利用：将捕集的CO₂直接还原为甲酸，实现碳资源化利用。
• CO2光/电催化转化：为电催化CO₂还原提供高选择性酸性催化体系。