嘉兴大学李雷教授AFM：限域和暴露Ni颗粒对Ni单原子CO2RR超宽工作电压范围的影响

本文研究了限域和暴露镍颗粒对Ni单原子催化剂在CO2还原反应（CO2RR）中超宽工作电压范围性能的影响。研究背景是利用可再生能源驱动的电化学CO2RR制备高附加值化学品，实现碳循环。研究目的是探究不同位置镍纳米颗粒（限域/非限域）对单原子催化剂协同作用的影响。通过一步热解反应制备了Ni-SA-CP-EP复合电催化剂，该催化剂在超宽电压范围内（1200 mV，>93%）稳定还原CO2为CO。实验和理论计算表明，限域的Ni CP显著提高了Ni SAs催化剂的CO2-to-CO活性和选择性，而暴露的Ni EP加剧了竞争性析氢反应。此外，采用新型混合电解液提高了催化剂的稳定性。结论是限域金属纳米颗粒调制的金属单原子催化剂可推动波动性可再生电力驱动的CO2RR工业应用。