单原子锚定在钙钛矿上，并与金属氧化物形成强相互作用，以实现高效的高温二氧化碳电解

《Advanced Materials》：Single-Atom Anchored on Perovskite With Strong Metal-Oxide Interaction for Efficient High Temperature CO2 Electrolysis

提出了一种新型单原子Ir锚定Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ（SFM）钙钛矿电催化剂，用于固体氧化物电解池（SOECs）中CO2电解。EXAFS和DFT计算表明Ir-O-Fe/Mo四配位结构引发显著界面电子重构和强金属-氧化物相互作用，有效降低能垒。该催化剂在800°C、1.5 V下实现1.63 A cm-2电流密度，同时保持高法拉第效率和长期稳定性，为SOECs商业应用提供结构-性能新见解。

　　

摘要

高效电化学还原二氧化碳（CO₂）仍然是推动碳中和能源技术发展的重大挑战。本文报道了一种新型单原子铱（Ir）锚定的Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ（SFM）钙钛矿电催化剂的固态制备方法，该催化剂专为固体氧化物电解池（SOECs）中的高温CO₂电解设计。这种四配位的Ir-O-Fe/Mo结构显著增强了界面电子重组效应和金属-氧化物之间的相互作用，从而大幅降低了CO₂电解的能量障碍，这一结论通过扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）分析和密度泛函理论（DFT）计算得到验证。当作为SOECs的阴极使用时，2Ir/SFM（含2 wt.%铱）电催化剂在1.5 V和800°C条件下实现了1.63 A cm^?2的高电流密度，并表现出优异的法拉第效率和长期运行稳定性。这些发现为单原子/钙钛矿异质结构的结构-性能关系提供了原子层面的理解，进一步凸显了SOECs在CO₂电解领域的商业潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。