用電化學(xué)方法將二氧化碳還原為化學(xué)物質(zhì)和燃料最近引起了人們的極大興趣，但該方法通常存在高過電位和低選擇性等問題。

基于此，清華大學(xué)王定勝團(tuán)隊(duì)將單個P原子引入N摻雜碳載體單原子Fe催化劑(Fe-SAC/NPC)中，其中P主要以P-C鍵的形式存在。該催化劑具有顯著提高的電催化CO₂還原性能。

該催化劑在320 mV的低過電位下，CO₂RR表現(xiàn)出~97%的CO法拉第效率，Tafel斜率僅為59 mV dec^-1，優(yōu)于大多數(shù)報(bào)道的單原子電催化劑，甚至可與最先進(jìn)的金催化劑相媲美。

實(shí)驗(yàn)分析結(jié)合DFT計(jì)算表明，高配合殼(n≥3)，特別是鐵中心的第三配合殼增強(qiáng)了鐵位點(diǎn)的電子局域化，提高了關(guān)鍵羧基中間體的穩(wěn)定性和降低了羧基形成的反應(yīng)能壘，使得在低過電位下具有優(yōu)越的二氧化碳電化學(xué)還原性能。

Phosphorus Induced Electron Localization of Single Iron Sites for Boosted CO₂ Electroreduction Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2021. DOI:10.1002/anie.202110433