通訊作者：熊小莉、唐波、孫旭平

通訊單位：四川師范大學、山東師范大學、電子科技大學

?

成果一覽

電催化還原是二氧化碳人工固碳的有效方法。然而，電化學CO2還原是一個復雜的過程，具有多個質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移步驟，可產(chǎn)生各種氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物，如CO，CH4，HCOOH/HCOO-，醇等。

?

CH3OH是二氧化碳電還原中最重要的C1產(chǎn)品，因為它具有高能量密度，易于在大氣壓下儲存，并可直接用于燃料電池。但是電化學CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的過程受到了反應(yīng)動力學緩慢的影響。因此需要設(shè)計和開發(fā)有效的電催化劑以驅(qū)動CH3OH的形成。

?

近日電子科技大學的孫旭平教授、山東師范大學的唐波教授和四川師范大學熊小莉教授報道了一種磷化硼納米顆粒作為非金屬電催化劑，高效、高選擇性將CO2電化學還原為CH3OH。該催化劑在在0.1M KHCO3中，法拉第效率達92.0％。密度泛函理論計算表明，B和P協(xié)同促進CO2的結(jié)合和活化，CO2還原反應(yīng)的控速步驟由*CO+*OH到*CO+*H2O過程的轉(zhuǎn)變。此外，在BP（111）晶面上難以產(chǎn)生CO和CH2O產(chǎn)物，這是CO2可以高活性、高選擇性轉(zhuǎn)為為CH3OH的重要原因。

?

圖文導讀

圖1 BP催化劑形貌結(jié)構(gòu)表征

?

圖2 BP催化劑電催化CO2還原性能

?

圖3 CO2RR產(chǎn)物產(chǎn)率及法拉第效率示意圖

?

圖4 BP (111)晶面理論計算及模型示意圖

?

文獻信息

?

Boron Phosphide Nanoparticles: A Nonmetal Catalyst for High-Selectivity Electrochemical Reduction of CO2 to CH3OH

(Advanced Materials，2019，DOI: 10.1002/adma.201903499)

原文鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903499