用可再生電力驅(qū)動(dòng)CO2電催化還原為甲醇、甲酸等高附加值化學(xué)燃料，在解決CO2過(guò)量排放的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)間歇性電能向化學(xué)能的直接轉(zhuǎn)化，對(duì)控制碳平衡、優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等具有重要的意義。由于CO2分子中C=O雙鍵結(jié)合穩(wěn)定，電催化CO2還原反應(yīng)所需要的能量較高。因此，開發(fā)高效的催化劑提升反應(yīng)催化效率是CO2還原反應(yīng)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

近10年來(lái)各類催化劑已經(jīng)被開發(fā)用于CO2還原反應(yīng)研究，在提高產(chǎn)物選擇性、降低過(guò)電位等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題上取得了一定的進(jìn)展，但是CO2還原反應(yīng)的反應(yīng)電流密度和催化效率仍然較低，無(wú)法進(jìn)一步滿足工業(yè)化應(yīng)用的需求。

針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所在開發(fā)高效電催化劑方面開展了大量的研究工作。近日，該研究所研究人員發(fā)現(xiàn)直接包覆氨基官能團(tuán)化的碳層可以有效地調(diào)控非貴金屬催化劑SnS的電子結(jié)構(gòu)，從而加速電極界面處的電子傳導(dǎo)效率，增強(qiáng)催化劑對(duì)吸附態(tài)的CO2分子和反應(yīng)中間體OCHO*的吸附能力，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)電流密度和催化效率的顯著提升。該研究工作為提升過(guò)渡金屬催化劑的催化活性提供了一種新策略。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。