可相变的纳米析出相诱发亚稳低温钢的高延展性一步法合成Bi5O7I用于极低温CO2电还原(英文)

作者:刘梦洁; 王裕超; 俞婷婷; 詹龙胜; 赵鑫; 练成; 熊禹; 熊翔; 雷永鹏*
来源:Science Bulletin, 2023, 68(12): 1238-1242.

摘要

电催化二氧化碳还原反应(CO2RR)不仅可以推动实现碳达峰和碳中和,还可以实现火星的原位资源利用.考虑到火星地表温度在-50℃左右,同时富含大量的CO2和固体水,有望在火星上利用CO2RR制备含碳燃料.然而,用于CO2RR的非贵金属催化剂的大规模制备及极低温CO2RR性能研究等问题亟待解决.本文采用了一种简单的一步超声合成法,实现了针尖状Bi5O7I的大规模制备.Bi5O7I催化剂在室温下表现了对甲酸盐的高选择性以及大电流密度.将Bi5O7I作为阴极组装的电解池,可在-50℃下工作,甲酸盐的选择性大于90%.此外,由Bi5O7I组装的Zn-CO2电池在-50℃下能稳定循环14 h.该工作不仅为大批量合成Bi5O2I提供了一种简单且温和的方法,而且探究了CO2RR在极低温环境下的适应性.