中国石油大学北京分校孙晓辉获新进展：用于高效CO2电还原反应的带正电荷的镍-硫双位
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Positively charged nickel-sulfur dual sites for efficient CO<sub>2</sub> electroreduction reaction
Sun X.; Wang L.; Lan X.; Lu Q.; Tuo Y.; Ye C.; Wang D.; Xu C.
Published：2024-03-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123389
研究背景
随着环境问题的日益严重，越来越多的科学家开始探索如何减少碳排放和利用废弃物。二氧化碳的电化学还原（CO<sub>2</sub>RR）是一种重要的技术，可以将二氧化碳转化为化学品和燃料。然而，目前的CO<sub>2</sub>RR存在着低电流密度和选择性差等问题，因此需要寻找更高效的催化剂。
研究内容
在这篇论文中，研究人员设计了一种硫掺杂的单个镍原子催化剂（Ni-SAC/SNC），并通过理论指导优化了镍硫双活性位点的配置，以实现高效的CO<sub>2</sub>RR。实验和理论相结合的结果表明，正电荷的镍硫双活性位点显著促进了镍中心的电子定位，从而提高了关键的COOH*中间体的稳定性，进而促进了镍上CO的产生。这种催化剂表现出高达98%的CO法拉第效率和低过电位620 mV时的32.5 mA cm<sup>−2</sup>电流密度，超过了大多数单原子催化剂。这项工作为理论指导下的高效催化剂的合理设计提供了原子级别的见解。
研究意义
这项研究的创新点在于设计了一种高效的CO<sub>2</sub>RR催化剂，并提供了原子级别的见解。这项研究有望解决当前CO<sub>2</sub>RR存在的问题，为实现碳减排和废弃物利用提供了新的途径。此外，这项研究还促进了理论指导下的高效催化剂的合理设计，为未来的研究提供了重要的参考。
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