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Bi缺陷位点对CO2还原反应(CO2RR)生成甲酸非常有效,但大多数催化表面主要具有惰性、非缺陷的Bi缺陷位点。

武汉理工大学麦立强教授、罗雯教授、朱杰鑫博士,奥克兰大学王子运教授

等人提出将拉伸应变被引入到大量的非缺陷的Bi位点。

在快速热冲击下,铋基金属有机骨架(Bi-MOF-TS)的Bi-O键减弱,并产生微小的Bi团簇。在电化学还原过程中,这些团簇产生了许多连续的空位,在周围大范围的非缺陷Bi位点上诱导弱拉伸应变。该应变增强了*OHCO中间体的吸附,并大大降低了反应势垒。结果表明,在800 mV电位范围内,Bi-MOF-TS的法拉第效率达到90%以上,甲酸偏电流密度为-995±93 mA cm-2。值得注意的是,Bi-MOF-TS在酸性电解液中400 mA cm-2时的HCOOH法拉第效率为96±0.64%,单次碳转化效率(SPCE)为62.0%。此外,以Bi-MOF-TS为阴极的Zn-CO2电池的峰值功率密度为21.4 mW cm-2,并且在300次循环中保持稳定。
相关工作以《Activating inert non-defect sites in Bi catalysts using tensile strain engineering for highly active CO2 electroreduction》为题在《Nature Communications》上发表论文。

Activating inert non-defect sites in Bi catalysts using tensile strain engineering for highly active CO2 electroreduction,Nature Communications,2025.

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56975-8

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