氧化甲酸铋@聚吡咯纳米线：限域重构与增强传质的协同效应用于高效耐久的电化学CO2还原 开放获取

《Energy Advances》：Bismuth oxyformate@polypyrrole nanowires: synergy of confined reconstruction and enhanced mass transfer for efficient and durable electrochemical CO2 reductionOpen Access

　　

电化学CO?还原反应（eCO2RR）生成甲酸是一种极具前景的碳利用途径。铋基催化剂对该转化具有高度选择性，但受限于传质能力不足且重构过程难以控制。本文利用重构行为，预测性地设计了一种先进的核壳纳米线前催化剂，其中铋甲酸酯（BiOCOOH）纳米线被疏水性聚吡咯（PPy）层包覆。在还原性eCO2RR过程中，BiOCOOH自发还原为金属Bi并在PPy壳层内部重新组装，既保留了纳米线形貌，又因体积收缩在Bi与PPy之间形成空隙结构。该构型不仅抑制了电化学重构过程中的形貌变化和活性位点流失，还通过重构诱导的空隙促进了CO?和质子的有效传质。因此，该催化剂在H型和流动电池中均展现出卓越的电化学CO?还原性能，甲酸选择性超过90%，最大甲酸分电流密度达511 mA cm?2。重要的是，该催化剂在20和200 mA cm?2的合并电流密度下表现出长达614小时的优异长期稳定性，在工业级500 mA cm?2电流密度下也可持续运行241小时。本工作突显了可控重构与增强传质协同作用对实现高效、耐久电化学CO?还原的重要性。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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