CO2还原！三天，在Angew上发表两篇研究成果

近日，厦门大学王野教授课题组连续在Angew上二氧化碳（CO2）还原研究最新研究成果：

1. 铜基双金属电催化剂的快速筛选：高效电催化还原CO2为C2+产物!

将CO2（CO2RR）电还原为高附加值化学品是实现碳中和的一条有吸引力的途径。然而，用于CO2RR的高效催化剂的开发在很大程度上仍需反复试验，且非常耗时。据报道，铜（Cu）是生产多碳产品的纯金属CO2RR催化剂。2022年10月66日，厦门大学王野教授、汪骋教授和谢顺吉教授在Angewandte Chemie International Edition上在线发表题为“Fast Screening for Cu-based Bimetallic Electrocatalysts: Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 to C2+ Products on Magnesium-Copper”的重要研究成果。研究人员构建了一个电催化剂测试平台，该平台具有一个自制的自动流动池，可加速高效催化剂的发现。可在~55小时内快速筛选109种铜（Cu）基双金属催化剂，进一步确定Mg与Cu结合是CO2转化为C2+产物的最佳电催化剂。结果发现，设计的Mg-Cu催化剂在−0.77 V vs可逆氢电极（RHE），1.0 A cm-2的电流密度下，可实现高达80%的C2+产物C2H4的法拉第效率（FE）。

筛选CO2RR双金属催化剂的快速筛选平台

作者进一步使用原位XRD和拉曼测量与其他系统实验相结合，验证了Cu表面Mg2+的修饰可以通过稳定Cu+有效地增强CO2活化生成CO中间体，从而促进随后的C−C耦合形成C2+产品。

镁对Mg-Cu的作用机理

该研究工作为快速筛选目标CO2RR电催化剂提供了一种可行的策略。能够对CO2RR进行全面的产品分析，并有望帮助建立一个可靠的大规模数据库，用于合理的催化剂设计和理论研究。这种方法的一般应用可以扩展到其他电催化领域，例如在下一代设计中的氧释放、氮还原和烷烃氧化。

2. Bi团簇和Bi2O2CO3片的纳米复合材料用于高效电催化还原CO2为甲酸盐

两天后，2022年10月28日，厦门大学王野教授和谢顺吉教授又在Angewandte Chemie International Edition上发表题为“A Nanocomposite of Bi Clusters and Bi2O2CO3 Sheets for Highly Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 to Formate”的重要研究成果。报道了一种Bi2S3衍生催化剂，在-0.95 V vs可逆氢电极电位下，电流密度为2.0 A cm-2的甲酸法拉第效率（FE）为93%。甲酸盐的能量转换效率和单程产率分别达到80%和67%，在工业相关电流密度下，耐久性达到100小时。已连续生产浓度为3.5 mol L-1的纯甲酸。

使用拉曼和X射线吸收光谱表征表明，在碱性CO2RR条件下，催化剂Bi2S3经历了结构演变，成为由Bi簇和Bi2O2CO3纳米片组成的纳米复合材料。深入的理论计算证明了Bi0−Bi2O2CO3界面在促进CO2活化和中间体形成，从而增强CO2RR为甲酸方面的作用。

链接：

1. Fast Screening for Cu-based Bimetallic Electrocatalysts: Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 to C2+ Products on Magnesium-Copper, Mingcan Xie, Yan Shen, Wenchao Ma, Diye Wei, Biao Zhang, Zihan Wang, Yihan Wang, Qinghong Zhang, Shunji Xie,* Cheng Wang,* Ye Wang*, Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202213423

2. A Nanocomposite of Bi Clusters and Bi2O2CO3 Sheets for Highly Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 to Formate, Li Lin, Xiaoyang He, Xia-Guang Zhang, Wenchao Ma, Biao Zhang, Diye Wei, Shunji Xie,* Qinghong Zhang, Xiaodong Yi, Ye Wang*, Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202214959

王野，厦门大学教授。1986年南京大学本科毕业，1996年3月日本东京工业大学博士毕业。1996年4月-2001年4月先后在日本东京工业大学、东北大学和广岛大学任教，2001年5月起任广岛大学副教授，2001年8月起任厦门大学教授、博士生导师。2015年至今任固体表面物理化学国家重点实验室主任。2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2006年获国家杰出青年科学基金，2010年获中国催化青年奖。2005-2012年任中国化学会催化委员会副主任，现任国际催化协会理事会理事、ACS Catalysis 副主编。研究领域为催化化学，主要研究方向为C1化学和碳基能源催化。研究成果在Nat. Catal.、Chem、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Soc. Rev.等学术刊物发表论文260余篇，论文被引约17000次，H-Index 75，连续7年入选Elsevier中国高被引学者，2021年入选科睿唯安高被引学者。