纳米碳限域高密度边缘镍单原子催化剂实现高效电催化CO2还原

来自国内的研究团队通过纳米铸造技术制备出平均尺寸26 nm的边缘Ni位点氮掺杂碳材料(e-Ni/NC)，解决了传统刻蚀法难以获得高密度边缘位点的难题。该催化剂在电催化CO2还原中实现480.4 mA cm?2的CO电流密度和90%以上法拉第效率，组装的Zn–CO2电池峰值功率密度达1.2 mW cm?2，为单原子催化剂设计提供新范式。

　　

通过纳米铸造技术将ZIF-L限域在SBA-16内煅烧，成功制备出平均尺寸26 nm的边缘镍位点氮掺杂碳材料(e-Ni/NC)。与传统刻蚀法产生的面内位点相比，边缘宿主单原子位点具有不对称电荷分布特性，展现出更高本征活性。该催化剂在电催化CO₂还原反应中表现卓越：在-0.6至-1.6 V电位区间内，CO电流密度达480.4 mA cm^?2，CO法拉第效率持续超过90.0%。基于e-Ni/阴极组装的锌-二氧化碳(Zn–CO₂)电池展现出1.2 mW cm^?2的峰值功率密度，并在恒电流充放电循环中保持稳定性能。该研究为高密度边缘位点催化剂的精准构建提供了新策略。