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通過可再生電能作為能源，將電化學還原CO₂與生物質氧化反應是實現碳管控的一種具有前景的策略。但是，如何能夠在較寬的電勢區間內實現高選擇性和大電流密度仍然是個挑戰，這阻礙了電化學CO₂轉化和生物質轉化的實用。

有鑒于此，上海交通大學王天富研究員等報道Ni/Fe雙金屬原子催化劑用于CO₂還原，在超寬的過電勢區間（1.6 V）實現了接近100 % CO選擇性，這個性能超過了目前最優的催化劑。

本文要點：

（1）

特別是，這種接近100 %的優異CO選擇性能夠在200 mA cm^-2工業級電流密度和100 h連續工作過程中維持，展示了優異的長期穩定性。

（2）

將太陽能電能CO₂還原與5-羥基甲基糠醛氧化體系集成，能夠得到100 %的CO法拉第效率和90 %的2,5-呋喃二甲酸產率。理論計算結果表明，CO₂還原反應的決速步驟與施加的過電勢有關，Ni和Fe原子之間的相互作用有效的降低決速步驟能壘。這項工作為開發和設計寬電勢區間應用前景的催化劑提供幫助，有助于設計利用可再生能源進行CO₂還原和生物質氧化的體系。

參考文獻

Chenbao Lu, Sen Yang, Pengfei Shi, Senhe Huang, Chengcheng Cai, Jinhui Zhu, Xiaodong Zhuang, Tianfu Wang, Integrated Electrochemical Biomass Oxidation and CO₂ Reduction over Ultra-wide Potential Window, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202502846

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202502846