Cu–Fe双单原子催化剂

CO选择性近100%

Cu–N4与Fe–N4位点协同工作，兼具高活性和高CO选择性，不同于单一金属位点催化剂。

Saixi, Chen · Ning, Li · Hongxiang, Li · Jinglei, Wu · Aoshen, Liu · Xinchen, Zhang · 苏燕 · Zhao, Kun

Journal of Materials Chemistry A 2026

参数信息

CO法拉第效率

95 %

CO分电流密度

9.5 mA cm⁻²

CO产率

155.8 mmol h⁻¹ gcat⁻¹

起始电位

-0.36 V vs. RHE

CO法拉第效率（流动池）

100 %

技术优势

选择性近100%

Fe–Cu–N4双位点结构促进*CO脱附，使流动池中CO法拉第效率接近100%并稳定10小时以上。

活性更高

Cu位点优化*COOH吸附、Fe位点增强质子耦合电子转移，起始电位低至−0.36 V（vs. RHE）。

抑制析氢

双位点协同作用抑制析氢副反应，使CO2还原产物以CO为主。

应用场景

• CO2电还原制CO：提供高效催化剂，降低CO2电还原制CO的过电位并提高选择性。
• 燃料电池：可作为燃料电池中CO2还原组件的催化剂，提高CO产率。
• 碳中性燃料：将CO2高效转化为CO，作为合成碳中性燃料的前驱体。
• 催化材料：为电催化材料设计提供高活性、高选择性的双单原子位点范例。
• 单原子催化：展示Cu–Fe双单原子协同机制，指导单原子催化剂理性设计。