Bi2O2CO3/Bi2O3异质结电催化剂

甲酸盐法拉第效率98.1%

弱碳酸盐吸附的Bi2O3在含碳酸盐电解质中原位重构形成Bi2O2CO3/Bi2O3异质结，强电子相互作用优化了中间体吸附，显著增强CO2还原活性。

Ren, Xixi · 刘飞 · 武汉 · Lu, Qi · 赵军 · 刘源 · 张金锋 · 毛景 · Wang, Jiajun · 韩晓鹏 · 邓意达 · 胡文彬

Angewandte Chemie - International Edition 2023

具体参数

甲酸盐法拉第效率

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技术优势

法拉第效率高

原位形成的异质结具有强电子相互作用，显著优化了中间体吸附，从而在-0.8 V vs RHE下实现了98.1%的甲酸盐法拉第效率。

明确了活性结构

通过原位和离位表征揭示了异质结的形成机制，确认原位形成的Bi2O2CO3/Bi2O3异质结为高活性结构，解决了催化剂重构带来的活性位点不明确问题。

阐明了电解质作用机制

研究了金属氧化物的碳酸盐吸附特性，揭示了电解质碳酸盐如何影响催化剂的化学演化，为理解重构过程提供了新视角。

应用场景

• CO2电还原：提供高活性和高选择性的CO2电还原催化剂，替代传统低效催化剂。
• 甲酸盐生产：高效生产甲酸盐，法拉第效率达98.1%，降低生产成本。
• 铋基催化剂：利用Bi2O3的原位重构获得高性能铋基异质结催化剂。
• 电化学能源转化：将CO2电化学转化为高附加值甲酸盐，实现能源存储与转化。