串联单原子电催化剂实现二氧化碳还原成乙醇。资料来源：DICP

二氧化碳还原的挑战

Cn（n≥2）液体产品因其高能量密度和易于储存而备受青睐。然而，由于对机理的理解有限，C-C 偶联途径的操作仍是一项挑战。

最近，由张涛教授和黄延强教授领导的研究小组在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校进行了一项突破性研究。中国科学院大连化学物理研究所的张涛和黄延强教授领导的研究小组开发了一种锡基串联电催化剂（SnS2@Sn1-O3G），在-0.9 VRHE和17.8 mA/cm2的几何电流密度条件下，该催化剂可重复生成乙醇，法拉第效率高达82.5%。

这项研究最近发表在科学杂志《自然-能源》上。

研究人员通过在三维碳泡沫上进行 SnBr2 和硫脲的溶热反应，制造出 SnS2@Sn1-O3G。这种电催化剂由 SnS2 纳米片和原子分散的 Sn 原子（Sn1-O3G）组成。

机理研究表明，这种 Sn1-O3G 可分别吸附 *CHO 和 *CO(OH)中间体，从而通过一种前所未有的甲酰基-碳酸氢盐偶联途径促进 C-C 键的形成。

此外，通过使用同位素标记的反应物，研究人员追踪了在 Sn1-O3G 催化剂上形成的最终 C2 产物中 C 原子的形成路径。分析表明，产物中的甲基 C 来自甲酸，而亚甲基 C 来自二氧化碳。

黄教授说："我们的研究为乙醇合成中 C-C 键的形成提供了一个替代平台，并为操纵二氧化碳还原途径以获得所需的产品提供了一种策略。"