環(huán)境學(xué)院王強(qiáng)教授課題組完成的研究論文“Maximizing the Utilization of Single-Atom Sites on Carbon-Based catalysts for Efficient CO2 Electroreduction with Ultrahigh Turnover Frequency”在環(huán)境領(lǐng)域一區(qū)Top期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（IF="24.319）上發(fā)表，論文第一作者為博士研究生梁書(shū)瑜，共同通訊作者為張?zhí)煊曛v師和王強(qiáng)教授，北京林業(yè)大學(xué)為文章第一完成單位。
增加可與反應(yīng)物接觸到的活性位點(diǎn)的數(shù)量是提高電催化活性的有效途徑。盡管單原子催化劑被聲稱(chēng)能夠?qū)崿F(xiàn)100%的原子利用率，但在實(shí)際應(yīng)用中可能有大量的單原子位點(diǎn)被掩埋，導(dǎo)致無(wú)法接觸反應(yīng)物參與反應(yīng)。基于此，該研究直觀(guān)地比較了兩種具有Ni-Nx原子位點(diǎn)的不同形貌的鎳單原子氮摻雜碳催化劑用于CO2電還原的性能。與Ni負(fù)載量為2.42 wt%的鎳單原子氮摻雜碳納米片（Ni-Nx/CNS）催化劑相比，Ni負(fù)載量為0.16 wt%的鎳單原子氮摻雜碳黑（Ni-Nx/CB）催化劑表現(xiàn)出了更高的產(chǎn)CO活性。碳黑表面上原子分散的Ni-Nx位點(diǎn)有利于單原子活性位點(diǎn)的暴露和利用，使得基于Ni質(zhì)量活性計(jì)算的TOF值，在-0.8 V時(shí)從Ni-Nx/CNS的2140 h-1顯著增加到了Ni-Nx/CB的100347 h-1。特別是，Ni-Nx/CB催化劑在流動(dòng)池體系中，催實(shí)現(xiàn)了高達(dá)300 mA cm-2的電流密度和約100%的CO選擇性，體現(xiàn)了良好的工業(yè)應(yīng)用前景。該項(xiàng)工作證明了提高單原子位點(diǎn)利用率的重要性。
該項(xiàng)工作得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337323004447
