In/In₂O₃异质结电催化剂

CO₂制甲酸盐超90%选择性

利用氧空位与氧物种协同作用，改变甲酸盐生成路径，大幅提升选择性与产率。

Tengfei, Ma · Jiao, Zihao · Qiu, Haoran · Wang, Feng · 刘亚 · Liejin, Guo

eScience 2024

具体参数

甲酸盐选择性

{'zh': '>90', 'en': '>90'} %

部分电流密度

{'zh': '343', 'en': '343'} mA cm⁻²

太阳能-燃料能量效率

{'zh': '10.11', 'en': '10.11'} %

技术优势

反应路径巧妙切换

氧空位改变了关键中间体的形成路径，将传统In表面的∗OCHO路径转为In₂O₃上更具优势的∗COOH路径，降低了决速步的能垒。

甲酸盐选择性超90%

得益于路径调控，该异质结催化剂在CO₂还原中生成甲酸盐的法拉第效率超过90%，有效抑制了竞争性副反应。

电流密度大幅提升

在保持高选择性的同时，甲酸盐的部分电流密度达到343±7 mA cm⁻²，满足工业化高电流运行需求。

太阳能转化效率突破10%

以硅光伏电池直接驱动该催化剂，不加额外偏压便实现了10.11%的太阳能-燃料能量效率，为全太阳能驱动的CO₂还原系统提供了可能。

应用场景

• CO₂电还原：将CO₂高效转化为高价值甲酸盐，实现碳循环利用。
• 甲酸盐合成：高选择性、高电流密度生产甲酸盐，可作为储氢载体。
• 人工光合作用：直接利用太阳能将CO₂和水转化为燃料，提供可再生能源方案。
• 异质结催化剂：以异质结界面工程调控反应路径，为催化剂设计提供新策略。