研究概述

开发在大电流密度下高选择性催化CO2电还原为乙醇的非铜基材料是非常理想的，但这仍然是一个巨大的挑战。 基于此，2024年10月17日，安徽师范大学盛天副教授与吴正翠教授在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了以《Prompting CO2 Electroreduction to Ethanolby Iron Group Metal Ion Dopants Induced Multi-sites at the Interface of SnSe/SnSe2 p-n Heterojunction》为题的研究论文。

在此，研究人员介绍了M2+（M=Fe、Co或Ni）掺杂的非晶/晶体SnSe/SnSe2纳米棒/纳米片分级结构（a/c-SnSe/SnSe2）的铁族金属离子，用于选择性CO2电还原为乙醇的方法。 铁族金属离子掺杂在M2+掺杂的SnSe/SnSe2 p-n异质结的界面上诱导多个活性位点，加强了*CO中间体结合，用于进一步的C-C耦合，以最终产生乙醇。 在液流池中，Fe9.0%-a/c-SnSe/SnSe2在-0.6 V下表现出62.7%的乙醇法拉第效率和239.0 mA cm−2的局部电流密度。

此外，在膜电极组件（MEA）电解槽中，在3.0 V电压下，它可以输出63.5%的乙醇法拉第效率和201.2 mA cm−2的局部电流密度，全电池能量效率为24.1%。 本工作为非铜基催化剂设计提供了见解，可用于稳定CO2电还原选择性乙醇生产的关键中间体。

图文解读

图1：CO2RR在H电池中催化剂的性能

图2：DFT计算和CO2RR催化机理

图3：Fe9.0%-a/c-SnSe/SnSe2在MEA电解槽中的电催化性能

文献信息

Prompting CO2 Electroreduction to Ethanolby Iron Group Metal Ion Dopants Induced Multi-sites at the Interface of SnSe/SnSe2 p-n Heterojunction. Angewandte Chemie. 2024. https://doi.org/10.1002/anie.202415273.