AngewChem非贵金属气凝胶

电化学CO2还原（CO2RR）是缓解温室效应和能源危机的有效策略。它可以利用清洁的电能来驱动CO2的电化学固定，将其转化为高附加值的燃料和化学品。其中，无毒的甲酸作为一种液体产品，易于存储和携带，被认为是储氢和燃料电池的理想选择。

然而，由于CO2的热力学稳定特性、多电子的反应途径和析氢反应（HER）的竞争，导致CO2RR转化效率较低，活化电位过大以及目标产物选择性差。因此，开发经济、稳定、高效的CO2还原电催化材料是实现电化学CO2还原技术突破的命门。

近日，青岛科技大学王磊教授、吴则星特聘副教授，同济大学金伟教授，福建物构所温珍海教授和斯威本理工大学贾宝华教授和马天翼教授合作，以价格相对低廉的Bi和Sn为研究对象，设计了一种全新的非贵金属气凝胶，构建的三维多孔Bi-Sn气凝胶之间的界面耦合作用及其电子相互作用使其表现出优异的催化活性和选择性。

具有丰富界面的Bi-Sn双金属气凝胶在二氧化碳电催化中具有独特优势。通过法拉第效率图可以看到Bi-Sn气凝胶甲酸产率高达93.9%，并且稳定的运行24h，显示出优秀的二氧化碳还原能力和选择性。究其原因：首先，纳米线随机地相互连接并形成具有丰富孔的网络形态，有利于电解质的运输，并在电催化过程中暴露出活性位点；其次，Sn和Bi之间存在着丰富的界面，可以在催化过程中充当反应中心；此外，优异的亲水性可以更好地促进甲酸的产生。

通过原位红外分析发现*HCOO的形成是速率决定步骤。同时，DFT理论模拟计算表明Bi-Sn结构可有效抑制析氢反应，有利于电化学反应的快速发生，从而有利于甲酸选择性的提高。

最终，所设计的纳米材料在二氧化碳还原中表现出高的甲酸选择性和良好的循环稳定性。该工作为设计具有丰富的活性位点和通道的非贵金属气凝胶提供了一种新策略。

论文信息：

EngineeringBi-SnInterfaceinBimetallicAerogelwith3DPorousStructureforHighlySelectiveElectrocatalyticCO2ReductiontoHCOOH

ZexingWu,HengboWu,WeiquanCai,ZhenhaiWen,BaohuaJia,LeiWang,WeiJin,TianyiMa

AngewandteChemieInternationalEdition

DOI:10./anie.

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