电子科技康毅进/岳秦AFM: 小角度晶界，高CO2RR活性！金属Bi (001)用于将CO2转化为甲酸盐

二氧化碳(CO₂)的电化学还原用于化学和燃料生产是新能源系统的一个比较热门的组成部分。具有特定表面的二维铋已被确定为用于将CO₂转化为甲酸盐的高效电催化剂。然而，开发用于可能大规模生产此类Bi材料的可控合成策略仍然极具挑战性。

近日，电子科技大学康毅进、岳秦等提出了一种可扩展的化学界面限制还原方法，用于将BiOBr (001)纳米片拓扑转化为金属Bi (001)多孔纳米片(PNS)，以实现高效CO₂转化为甲酸盐。

由于晶面效应、多孔结构和小角度晶界增强CO₂吸附等特性，合成的Bi PNS对甲酸盐具有超过95%的高选择性和72 mA cm^-2的高甲酸盐部分电流密度，其在-1.4 V_RHE下连续运行10小时，甲酸盐的电流密度和相应的FE均保持稳定。

值得注意的是，与Bi PNS相比，Bi PNS-240的甲酸盐部分电流密度显着降低，证明Bi PNS中的小角度晶界确实能够提高CO₂到甲酸盐转化的活性。

实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，在具有小角度晶界的Bi (001)上形成*OCHO的自由能仅为+0.07 eV，而Bi (001)的自由能为+0.81 eV。

这些结果证明小角度晶界可以降低*OCHO形成的自由能，这意味着Bi(001)中晶界的存在可以极大地稳定关键反应中间体*OCHO。Bi PNS不仅选择性地暴露(001)表面，而且具有丰富的小角度晶界，很好地解释了CO₂到甲酸盐转化的高活性和选择性。

Scalable Chemical Interface Confinement Reduction BiOBr to Bismuth Porous Nanosheets for Electroreduction of Carbon Dioxide to Liquid Fuel. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107182

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电子科技康毅进/岳秦AFM: 小角度晶界，高CO2RR活性！金属Bi (001)用于将CO2转化为甲酸盐

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