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Nature子刊：能量轉(zhuǎn)換效率接近20%！Cu-Sn電催化劑助力太陽能CO2還原

經(jīng)錫（Sn）改性的銅（Cu）基催化劑已被證明對二氧化碳（CO₂）電還原為一氧化碳（CO）具有選擇性，但是這種催化劑需要精確控制Sn的負載量。基于此，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院Michael Gr?tzel和Jing Gao、西安交通大學任丹研究員（共同通訊作者）等人報道了一種銅/氧化錫（Cu/SnO₂）催化劑，其中SnO2物種是通過CuO基底和濺射Sn粒子之間的自發(fā)交換反應（SER）形成的。

盡管X射線光電子能譜（XPS）和Pb下電位沉積（Pb UPD）證明了其富含Sn的性質(zhì)，但Cu-SnO₂ _SER幾乎實現(xiàn)了只生產(chǎn)CO，Sn覆蓋層的厚度從40到160 nm不等。利用X射線吸收光譜（XAS）、電化學分析和CO吸附/剝離實驗，作者發(fā)現(xiàn)Cu調(diào)節(jié)的SnO₂ _SER位點具有形成C-bound*CO物種的合適結(jié)合，從而使其具有生成CO的選擇性和活性。

最后，作者將III-V InGaP₂/InGaAs/Ge三結(jié)太陽能電池直接連接到定制的雙電極流電解槽，在模擬標準空氣質(zhì)量1.5全球照度下，設(shè)定了19.9%的新基準太陽能-化學能轉(zhuǎn)換效率，對CO的法拉第效率（FE）為98.9%，創(chuàng)造了太陽能到CO能量轉(zhuǎn)換效率的新紀錄。

Solar reduction of carbon dioxide on copper-tin electrocatalysts with energy conversion efficiency near 20%. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-33049-7.

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33049-7.

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