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將二氧化碳電化學還原為有附加值的多碳C₂₊產物，為可再生能源存儲和二氧化碳利用提供了一條極具吸引力的途徑，但要在工業級電流密度下實現高C₂₊選擇性仍頗具挑戰。有鑒于此，西北大學屈云騰教授、王一助理研究員、冷坤岳博士、新加坡國立大學Yafei Zhao、中國科學技術大學Xiao Han等報道一種Mo₁Cu單原子合金（SAA）催化劑，該催化劑在0.80 A cm^-2的電流密度下，C₂₊法拉第效率高達86.4 %。此外，Mo₁Cu上的C₂₊部分電流密度達到1.33 A cm^-2，法拉第效率超過74.3 %。

本文要點：

（1）

原位光譜結合DFT理論計算的結果表明，制備的Mo₁Cu SAA催化劑可通過多活性位點協同作用實現原子尺度的級聯催化。引入的Mo位點促進H₂O分子解離生成活性H，同時，遠離Mo原子的Cu位點（Cu⁰）是二氧化碳活化生成CO的活性位點。CO和H被Mo原子附近相鄰的Cu位點（Cu^&+）捕獲，從而加快CO轉化和C-C偶聯反應。

（2）

這項研究成果有助于設計原子尺度的串聯電催化劑，促進高轉化率的CO₂轉化為多碳產物。

參考文獻

Chenghao Jin, Yue Lin, Yanan Wang, Jingbo Shi, Ren Li, Yijiang Liu, Zongye Yue, Kunyue Leng, Yafei Zhao, Yi Wang, Xiao Han, Yunteng Qu, Engineering Atom-Scale Cascade Catalysis via Multi-Active Site Collaboration for Ampere-Level CO₂ Electroreduction to C₂₊ Products, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202412658

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412658