邢雪青团队研发氧化铟改性的二氧化锡/石墨烯复合催化剂——实现强酸体系下工业级电流密度的高效二氧化碳-甲酸转化
酸性电解质条件下的CO2电还原制甲酸可有效避免碱性环境中的碳损失与盐沉淀等问题，酸性环境中剧烈的竞争性析氢反应（因而极具吸引力。 继续浏览然而，HER）制约了甲酸的选择性。此外传统策略侧重于通过抑制水的解离来降低HER的影响，但CO2还原本身也是一个需要水提供质子源参与的复杂过程，因此，抑制HER这一核心矛盾直接延缓了其产业化进程。却始终难以在高选择性与高电流密度之间取得平衡，的同时也限制了甲酸的合成效率。锡基催化剂虽在酸性介质中表现出一定的催化潜力，
近日，多学科一起聊app官网手机版登录邢雪青副研究员团队研发了一种氧化铟改性的二氧化锡/石墨烯复合催化剂（In2O3/SnO2@rGO-2），该材料在电催化二氧化碳制备甲酸反应中，同步实现了高选择性与高电流密度。 继续浏览在pH=1的酸性电解液中，该催化剂在700 mA cm-2甲酸法拉第效率高达的电流密度下，98.3%，单程碳转化效率为74.1%，此外，该催化剂在膜电极组件反应器中展现出优异的稳定性，可连续运行超过600小时，如图1所示。该成果发表在材料领域国际顶刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, DOI:10.1002/adfm.202529166）。
图1. 二氧化碳—甲酸转化性能分析
图2 甲酸生成路径示意图
该研究采用多种先进表征技术阐明了催化机理。原位红外光谱与电化学阻抗分析证实，促进氧化铟的引入可显著增强界面水的活化效率，H活性物种生成的同时，引入氧化铟组分可显著降低二氧化碳质子化生成关键中间体可抑制析氢副反应的发生。密度泛函理论计算进一步揭示，*OCHO如图从而有效提升反应动力学性能，的能垒，2所示。
有望推动二氧化碳资源化利用与碳中和技术的实际应用进程。并基于系统性机理分析，为理性设计高性能的二氧化碳还原电催化剂提供了关键理论依据。相关成果具备显著的工业化放大前景，这项研究提出了一种适用于酸性体系的高效、高选择性电催化还原二氧化碳制甲酸的新材料设计策略，
多学一起聊app官网手机版登录究一起聊app官网手机版登录吴忠华/邢雪青研究团队长期关注同步辐射技术发展及其在双碳、纳米药物等领域的应用研究，2025年在AFM（2篇）、Chem Catalysis、J. Colloid Interf. Sci.如氟掺杂的等国际期刊上发表多项相关研究成果，s区金属镁单原子催化剂（AFM2025，DOI:10. 1002/adfm.202529166）和含氧空位氧化锌纳米棒的高效CO2到CO的催化转化（Chem Catalysis2025, 5, 101192）。此外，方法学方面发表ASAXS理论及应用综述文章一篇（Sci China Mater 2025，国内1区期刊）。