電化學二氧化碳還原反應(CO₂RR)生產高附加值的燃料為緩解能源危機和實現全球碳中和提供了一條可持續的途徑。與氣相產品相比，液態產品具有更高的體積能量密度，以及它們更容易儲存和分配。特別是，甲酸或甲酸(HCOOH)作為一種重要的原料被廣泛應用于醫藥、防腐劑、電解冶金和皮革生產等。

迄今為止，所報道的電催化劑都未能滿足CO₂RR的法拉第效率(FE)超過90%和長期運行至少100小時的商業化要求。此外，在典型的H型或流動池反應裝置中，產生的液體產品通常與可溶性電解質混合，需要額外的能源用于下游分離過程。因此，迫切需要開發高效的電催化劑和不溶性電解質體系，以獲得高純度的液體燃料產品。

近日，重慶大學周小元、甘立勇和韓廣等通過自模板轉化和電化學還原策略設計并合成了強耦合的Ag/Sn-SnO₂納米線。得益于優化的電子結構、優越的電導率和豐富的反應活性位點，所得到的Ag/Sn-SnO₂ NSs表現出優異的CO₂RR性能，其CO₂部分電流密度達到安培級(2000 mA cm^-2)，對CO₂電還原生成HCOOH的選擇性接近于90%，遠遠優于以前報道的催化劑。

同時，該催化劑在200 mA cm^-2電流密度下連續運行200小時而沒有發生明顯的活性衰減，表現出優異的穩定性。

原位光譜和理論計算表明，Ag納米粒子的耦合作用誘導Sn-SnO₂表面Sn位點發生電子富集，從而促進了關鍵的*OCHO中間體的生成，并降低了*OCHO向*HCOOH轉化的能壘，促進了反應的快速進行。

值得注意的是，為了解決下游分離成本問題，研究人員將多孔固體電解質(PSE)層引入到以Ag/Sn-SnO₂ NSs作為陰極催化劑的膜電極組件反應器(MEA)中，該組件能夠連續工作200小時，并將CO₂還原為約0.12 M的純HCOOH溶液。總的來說，該項工作對進一步開發先進的電催化劑和創新的裝置系統，促進CO₂還原制取液體燃料的實際應用具有重要的指導意義。

Strongly coupled Ag/Sn–SnO₂ nanosheets toward CO₂ electroreduction to pure HCOOH solutions at ampere-level current. Nano-Micro Letters, 2023. DOI: 10.1007/s40820-023-01264-6