經(jīng)錫(Sn)改性的銅(Cu)基催化劑已被證明對(duì)二氧化碳(CO2)電還原為一氧化碳(CO)具有選擇性,但是這種催化劑需要精確控制Sn的負(fù)載量。
基于此,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Michael Gr?tzel和Jing Gao、西安交通大學(xué)任丹研究員(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種銅/氧化錫(Cu/SnO2)催化劑,其中SnO2物種是通過(guò)CuO基底和濺射Sn粒子之間的自發(fā)交換反應(yīng)(SER)形成的。盡管X射線光電子能譜(XPS)和Pb下電位沉積(Pb UPD)證明了其富含Sn的性質(zhì),但Cu-SnO2 SER幾乎實(shí)現(xiàn)了只生產(chǎn)CO,Sn覆蓋層的厚度從40到160 nm不等。利用X射線吸收光譜(XAS)、電化學(xué)分析和CO吸附/剝離實(shí)驗(yàn),作者發(fā)現(xiàn)Cu調(diào)節(jié)的SnO2 SER位點(diǎn)具有形成C-bound*CO物種的合適結(jié)合,從而使其具有生成CO的選擇性和活性。最后,作者將III-V InGaP2/InGaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)能電池直接連接到定制的雙電極流電解槽,在模擬標(biāo)準(zhǔn)空氣質(zhì)量1.5全球照度下,設(shè)定了19.9%的新基準(zhǔn)太陽(yáng)能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率,對(duì)CO的法拉第效率(FE)為98.9%,創(chuàng)造了太陽(yáng)能到CO能量轉(zhuǎn)換效率的新紀(jì)錄。Solar reduction of carbon dioxide on copper-tin electrocatalysts with energy conversion efficiency near 20%. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-33049-7.https://doi.org/10.1038/s41467-022-33049-7.