南京林业大学材料院研究团队在《Advanced Energy Materials》上发表研究成果

近日，南京林业大学材料科学与工程学院青年教师谢欢教授在国际知名期刊《Advanced Energy Materials》（影响因子：26）发表题为“Ultralow-Overpotential CO Production from Electroreduction of CO₂ on a Hydroxyl-Enriched Heterojunction”（论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.71003）的研究论文。南京林业大学为第一完成单位，材料科学与工程学院谢欢教授为论文第一作者和通讯作者，中国科学院新疆理化技术研究所刘晶巍博士和南京林业大学夏常磊教授为论文的共同通讯作者。该研究工作得到江苏省自然科学基金和中国科学院的支持。

电化学二氧化碳还原（eCO₂R）制备高附加值化学品与燃料，为缓解能源危机和解决环境问题提供了有效途径。降低目标产物的反应过电位，是实现eCO₂R高能量效率的核心关键。本研究构筑了具有内建电场的CuO/In2O3纳米片p-n异质结，该异质结可提升催化剂表面羟基覆盖度，大幅降低电催化CO₂还原制CO的反应过电位。该催化剂在极低过电位（130 mV）下，CO法拉第效率可达96.5%，该过电位处于目前已报道 CO 选择性催化剂的最优水平。此外，将该eCO₂R体系与商用三结太阳能电池耦合，实现了太阳能到CO 转化平均能量效率7.9%，CO产率达0.73 mmol⋅h−1⋅cm−2。CuO/In2O3纳米片异质结形成的内建电场，可提升铜离子的氧化态（Cuδ+，δ=2.14）。在低过电位条件下，借助强静电作用显著增加表面羟基覆盖度，进而稳定COOH反应中间体并促进CO脱附。该工作通过调控催化剂表面羟基覆盖度，为构建高能效电催化CO₂还原体系提供了全新策略。

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