电化学CO₂还原（CO₂RR）为增值化学品和燃料是缓解温室气体排放和能源短缺的一种有趣而有吸引力的方法。

近日，中国科学院化学研究所韩布兴院士，孙晓甫研究员，化学与精细化工广东省实验室Shoujie Liu报道了利用In原子催化剂将CO₂电还原为CO。

文章要点

1）研究人员通过In基金属有机骨（MOFs）和双氰胺的热解，将In原子锚定在掺氮碳（In_A/NC）上。

2）研究发现在离子液体/MeCN混合电解质中，In_A/NC不同于那些常见的以甲酸盐/甲酸为主要产物的In基催化剂，其具有优异的选择性CO生成性能。CO的法拉第效率为97.2%，总电流密度为39.4 mA cm^-2，周转频率为40000 h⁻¹。在所有已报道的催化剂中，这是迄今为止生产CO的最高TOF之一。此外，In_A/NC催化剂具有显著的稳定性。

3）详细研究表明，In_A/NC具有较高的双层电容、较大的CO₂吸附容量和较低的界面电荷转移电阻，从而具有较高的CO₂还原活性。控制实验和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，In_A/NC的In−N位点不仅有利于COOH*解离生成CO，而且阻碍了甲酸盐的生成，从而提高了对CO而不是甲酸盐的选择性。

这项研究有望为设计电催化剂来调节不同的反应途径提供新的探索和原则。

参考文献

Weiwei Guo, et al, Atomic Indium Catalysts for Switching CO₂ Electroreduction Products from Formate to CO, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c00151

https://doi.org/10.1021/jacs.1c00151