湖北大学王浩、吕琳，华中科技大学王春栋， Nano Letters：亚稳态卤氧化物的电化学重构实现可充Zn-CO2电池

背景：随着全球能源和环境挑战加剧，可持续的CO₂转化技术成为研究热点，电催化CO₂还原反应（CO₂RR）可将温室气体转化为甲酸盐等高价值化学品。铋基材料因成本低、环境友好和抑制析氢反应等优势备受关注。研究目的：湖北大学王浩、吕琳团队与华中科技大学王春栋团队合作，通过设计BiOX（X=Cl、Br、I）前驱体，系统研究BiOX与Bi₂O₃对Bi₂O₂CO₃/Bi₂O₃界面真实活性中心的影响，旨在开发高效CO₂RR电催化剂并探索其在可充Zn-CO₂电池中的应用。结论：理论计算和实验表明，BiOX低结合能利于卤素原子快速浸出，驱动原位形成稳定的CO₃−Bi−O异质结，诱导界面偶极效应，增强CO₂吸附活化、稳定*OCHO中间体并抑制析氢反应。优化后的催化剂在−1.2 V下甲酸盐法拉第效率达92.5%，且可稳定运行。基于此构建的Zn-CO₂电池开路电压1.56 V，峰值功率密度11 mW cm⁻²，循环超300次。该研究为设计高性能CO₂RR电催化剂提供了新框架，并展示了其能源存储潜力。