《Adv. Mater.》发表陈凯杰、潘富平教授团队关于CO2还原制乙醇研究成果

近日，学院陈凯杰、潘富平教授团队在《Advanced Materials》期刊在线发表题为《Ni-Electrocatalytic CO₂ Reduction Toward Ethanol》的研究论文。电化学CO₂还原提供了一种制备合成燃料的可持续方法。传统用于还原CO₂制乙醇的经典催化剂为铜基材料；然而，铜表面CO₂还原路径复杂，乙醇选择性较低。本文报道了一种非铜、新型镍基催化剂，实现了高选择性还原CO₂制乙醇（乙醇法拉第效率为75%），并揭示了在NiO表面催化C−C偶联及乙醇生成路径。具体地，作者提出构建有益电催化反应环境策略提升NiO催化CO₂还原性能，利用多孔结构构筑了富CO₂/缺H₂O的有益界面反应环境，抑制了析氢副反应。另外，作者揭示了NiO表面C−C偶联主要是通过*CO₂−COOH实现的，这是因为极化的Ni²⁺-O²⁻ 位点对CO₂具有较强吸附驱动的，该机理不同于铜表面通过*CO偶联形成C−C键。*CO₂-COOH转化为乙醇的关键C₂中间产物为*COCOH 和 *OC₂H₅，这些表面反应在热力学和动力学上都是有利的。该工作不仅报道一种高选择性还原CO₂制乙醇的新型镍基催化剂，并且发现了一种不同于铜基催化剂的C−C偶联机制，有助推动开发用于合成高价值C₂₊燃料与化学品的高性能催化剂。

图1.设计思路及催化机理

学院博士研究生王婷为论文的第一作者，材料学院硕士研究生段心怡为共同第一作者，陈凯杰教授、潘富平教授、材料学院段志遥教授为通讯作者，西北工业大学为论文唯一单位，该研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助支持。

此外，近日，潘富平教授入选英国皇家化学学会《Catalysis Science & Technology》期刊新锐科学家（Emerging Investigator），同时获邀在该期刊发表了关于铜氧化态对CO₂还原工况下铜位点原位动态重构及C−C偶联影响的研究论文（原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cy/d4cy00781f）。学院硕士研究生秦宸为论文的第一作者，陈凯杰教授和潘富平教授为通讯作者。

文：潘富平、郑聪

审核：陈凯杰