CO₂电还原反应为全球碳中和提供了一个有吸引力的途径。工业CO₂电解成甲酸盐需要增加电流密度，这受到精确调和竞争中间体(OOH*和HCOO*)困难的严重限制。

近日，滑铁卢大学陈忠伟教授，Aiping Yu，Luis Ricardez–Sandoval，华南师范大学Xin Wang在CO₂电解条件下，通过定制的电沉积原位设计了纳米褶皱诱导的Sn-Bi双金属富界面材料，显著加快了甲酸盐的生成。

文章要点

1）这种界面设计策略展示了应对上述挑战的多种优点，在H电池中实现了甲酸盐的高局部电流密度（高达140 mA/cm²）这归因于在CO₂RR条件下源自纳米褶皱/折皱的大量暴露的活性Sn-Bi双金属界面图案。

2）通过同时抑制COOH*与CO形成的结合和增强HCOO*与甲酸形成的结合，在较低电位（0.84 V vs. RHE）下获得高达96.4%的最高FE_fromate。并在宽电位窗口（0.74至1.14 V vs. RHE）下保持高甲酸盐法拉第效率（＞90%），耐久性为160 h，这归因于在互连多孔碳织物网络上生长的稳定褶皱处结构清晰的表面结构，这提供了快速的质量传输和电子导电性。

纳米褶皱对活性位点电子结构的操纵阐明了形貌、表面结构、电子性质和反应途径之间的相关性，提供了一种合理的设计策略来增强纳米结构材料的催化性能。

参考文献

Bohua Ren, et al, Nano-crumples induced Sn-Bi bimetallic interface pattern with moderate electron bank for highly efficient CO₂ electroreduction, Nat Commun, 2022

DOI: 10.1038/s41467-022-29861-w

https://doi.org/10.1038/s41467-022-29861-w