姜建壮/王康/陈亮AEM：工业级，创纪录！Ni-N4原子位点上CO2电还原

近日，北京科技大学姜建壮教授和王康副教授、中科院宁波材料技术与工程研究所陈亮研究员（共同通讯作者）等人报道了通过逐步填充孔的合成策略合成了一种活性催化剂A-Ni@CMK，并用于电催化CO₂还原反应（CO₂RR），该催化剂在介孔碳上具有原子分散的Ni-N₄基团。

实验发现，合成的催化剂A-Ni@CMK在H-型电池中表现出卓越的CO₂RR催化性能，在较宽的电化学电位窗口（-0.5至-0.9 V vs RHE）下，生成CO的法拉第效率（FE_CO）超过80%，在-0.6和-0.8 V vs RHE下，CO的大分电流密度（j_CO）分别为24和51 mA cm^-2。

需注意，A-Ni@CMK的j_CO在-0.8 V vs RHE下可以进一步达到366 mA cm^-2的工业级值，在流动池中FE_CO>95%，超过已报道的所有Ni-N-C催化剂，是一种最佳CO₂RR催化剂。

此外，结合密度泛函理论（DFT）计算的对比实验研究表明，Ni-N₄原子位点对CO₂RR的固有高活性导致了高选择性。

同时，介孔通道有利于反应物CO₂和气体产物CO的质量传递，反过来增强了反应动力学，从而改善了制备的A-Ni@CMK催化剂催化CO₂转化为CO的整体性能。

Enhancement of Mass Transfer for Facilitating Industrial-Level CO₂ Electroreduction on Atomic N-N₄ Sites. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202102152.

https://doi.org/10.1002/aenm.202102152.

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姜建壮/王康/陈亮AEM：工业级，创纪录！Ni-N4原子位点上CO2电还原

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