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侯軍剛課題組Angew.: O橋接InNi原子對作為雙金屬活性位點，協同電催化CO2還原為CO

電化學CO₂還原(CO₂RR)為增值燃料和化學品(如一氧化碳、甲酸鹽、甲烷、乙烯和乙醇)受到越來越多的關注。到目前為止，研究人員探究了大量的材料，如金屬、合金、金屬氧化物和金屬硫族化合物在水溶液中電催化CO₂還原為CO的電化學性能。然而，它們的催化性能受到大的過電位、低選擇性、較差的穩定性和競爭性析氫反應的極大限制。因此，目前急需探索高活性和選擇性的CO₂RR電催化劑以推動電化學CO₂RR的進一步發展。

近日，大連理工大學侯軍剛課題組設計了一種原子分散的InNi雙位點催化劑，其中兩個金屬原子與一個軸向氧原子橋接，形成O-N₆-Ni活性部分錨定在氮摻雜碳上(InNi DS/NC)。

電化學CO₂RR性能測試結果顯示，所制備的InNi DS/NC具有優越的CO選擇性，在-0.5~-0.8 V_RHE的大電位范圍內，電化學CO₂RR轉化為CO的法拉第效率(FE)高于90%，在在-0.7 V_RHE的FE達到96.7%；并且InNi DS/NC在-1.0 V_RHE處的CO部分電流密度達到317.2 mA cm^-2。

此外，InNi DS/NC也顯示出優異的CO₂RR穩定性，其在連續電解15小時后的FE_CO仍保持初始的98.3%。

ATR-SEIRAS結合密度泛函理論(DFT)計算表明，在氧原子橋存在的情況下，Ni和DS/NC載體上的相鄰In位點之間的協同作用能夠降低催化劑表面形成*COOH中間體的能壘，可以選擇性地提高CO的產量。總的來說，該項工作不僅證明了雙位點催化劑在催化CO₂RR轉化為CO的優越性，同時也為構建能量轉換的雙位點催化劑提供了一種可行的策略。

Oxygen-Bridged Indium-Nickel Atomic Pair as Dual-Metal Active Sites Enabling Synergistic Electrocatalytic CO₂ Reduction. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202216326

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