周伟家/李晓Appl. Catal. B.: 激光照射，快速合成！Cu6Sn5/Sn用于CO2电还原为甲酸盐

通过CO₂电还原(CO₂RR)合成甲酸盐已被认为是减轻过量CO₂的有前途的策略。然而，CO₂RR仍存在还原效率低、产物选择性差的问题。与形成目标产品所需的理论电位相比，需要更多的负电位来克服CO₂RR的多步质子/电子反应中的能量障碍。

基于此，济南大学周伟家和李晓等使用激光照射在Sn箔和气体扩散电极(GDE)上合成Cu₆Sn₅合金(Cu₆Sn₅/Sn)。

在0.5 M NaHCO₃溶液中，Cu₆Sn₅/Sn在-0.95 V_RHE下表现出87.2%的甲酸盐法拉第效率(FE_HCOO-)，并且在电流密度为28.69 mA cm^-2下保持稳定超过14小时。此外，多孔Cu₆Sn₅/Sn电极直接用作CO₂电催化和气体扩散的多功能电极时，流通池中具有较高的电流密度和FE_HCOO-(118 mA cm^-2和86.69%)。

值得注意的是，从-0.85 V_RHE到-1.05 V_RHE，Cu₆Sn₅/Sn上FE_HCOO-保持稳定在80%以上，并在-0.95 V_RHE时达到最大值87.2%；同时FE_H2保持在7%左右，证明Cu₆Sn₅/Sn催化剂在较宽的电压范围内具有保持稳定还原活性和抑制HER的能力。

密度泛函理论计算表明，电荷从Sn转移到Cu，合金化后Sn上发生的电子数减少导致3d轨道价带上的费米能级降低，从而将促进CO₂的化学吸附，加速CO₂RR；与纯金属和Cu₆Sn₅-Cu相比，Cu₆Sn₅-Sn通过减弱中间体H*的结合，抑制了HER。

因此，Cu₆Sn₅/Sn的高性能得益于关键中间体*OCHO的适当结合能和HER的抑制。同时，COMSOL对CO₂浓度和电场分布的模拟结合开尔文探针力显微镜(KPFM)的结果证明CO₂RR更倾向于出现在电极通道周围。更重要的是，这种激光照射方法也可用于合成其他合金电催化剂。

Laser-Fabricated Channeled Cu6Sn5/Sn as Electrocatalyst and Gas Diffusion Electrode for Efficient CO₂ Electroreduction to Formate. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120991

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