近日，校党委常委、副校长熊宇杰和化学与材料科学学院吴正翠教授、盛天副教授合作在电催化CO₂转化研究领域取得重要进展。该成果以“Ag⁺-Doped InSe Nanosheets for Membrane Electrode Assembly Electrolyzer toward Large-Current Electroreduction of CO₂ to Ethanol”为题发表在国际化学类顶刊Angewandte Chemie International Edition上（原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202313646）。

在大电流密度下将二氧化碳电还原(CO₂ER)为乙醇，是一种吸引人的二氧化碳利用方法。基于零间隙膜电极组件(MEA)的电解槽，大大缩短了电极间的距离，消除了阴极电解液，能提高能量效率，实现大电流密度和低能耗下CO₂ER应用。MEA电解槽中常用的铜基催化剂尽管具有乙醇生产能力，但其活性物种（Cu^δ+）容易发生原位电还原，在CO₂ER过程中不能维持大电流。在本文中，作者通过设计非铜基的具有Se空位的Ag⁺掺杂InSe纳米片来应对这一挑战。Ag⁺调控了InSe的局部电荷分布，同时引入了新的活性位点，调节了反应中间体与活性位点的相互作用，从而使CO₂ER产生乙醇。该催化剂在MEA电解槽中3.0 V的电压下乙醇的法拉第效率为68.7%，偏电流密度达到186.6 mA·cm^–2，同时能量效率达到26.1%。这项工作为大电流下高选择性、高能效的CO₂ER为乙醇的电催化剂设计开辟了道路。

图 1电催化CO₂转化示意图

该论文第一作者为我校化学与材料科学学院博士研究生王相宇，通讯作者为熊宇杰、吴正翠和盛天，安徽师范大学为第一完成单位。