武汉理工麦立强教授最新Nat. Commun.：催化剂表面钝化提高CO2还原稳定性

第一作者：朱杰鑫

通讯作者：夏川*，王子运*，戴黎明*，麦立强*

单位：电子科技大学，奥克兰大学，新南威尔士大学，武汉理工大学

Bi基材料是目前CO₂RR生产HCOOH最佳的催化剂，其电化学重构过程产生的缺陷位点往往具有较高活性，但容易与电解液中的含氧物种结合，毒化这些活性位点，降低了其产物选择性和稳定性。需要对催化剂表面结构进行合理设计，使活性位点具备抗毒化能力，实现高活性和高稳定性。

近日，来自武汉理工大学的麦立强教授与新南威尔士戴黎明院士、新西兰奥克兰大学王子运教授、电子科技大学夏川教授合作，在国际知名期刊Nature Communications上发表题为“Surface passivation for highly active, selective, stable, and scalable CO₂ electroreduction”的研究论文。提出了催化剂表面引入亲氧性分子修饰层，提高催化剂的抗氧化能力，在工业级器件和电流密度下实现高效稳定CO₂RR。

Bi基化合物在CO₂RR过程中通常会发生重构，生成大量高活性Bi缺陷位点，但容易被含O物种所毒化导致活性和稳定性下降。我们在会发生电化学重构的Bi₂S₃纳米线表面引入亲氧性分子VC吸附层，Bi₂S₃纳米线在CO₂RR过程中的自由重构被抑制，产生了更多的缺陷位点。

由于VC分子捕捉住周围的OH^–，将OH^–和Bi缺陷位点隔绝开，确保这些Bi缺陷位点能够高活性高选择性地转化CO₂为HCOOH。

所得到的BS/VC催化剂在宽达1 V的电压区间内以及安培级别电流下能够实现超过95%的HCOO–选择性。

Surface passivation for highly active, selective, stable, and scalable CO₂ electroreduction

麦立强，武汉理工大学首席教授，博导，材料学院院长，国家杰青（2014），长江学者（2016），“万人计划”领军人才（2016），国家重点研发计划首席科学家，英国皇家化学会会士（2018），中国微米纳米技术学会会士（2022），中国化学会会士（2023）。材料化学与功能材料领域知名专家，长期从事新能源材料与器件科学技术及应用研究，构筑了国际上第一个单根纳米线器件电子/离子输运原位表征的普适新模型，建立了调控电化学反应动力学的“麦-晏”场效应储能等电子/离子双连续输运理论，突破了储能材料与器件的批量化制备技术，并实现成果转化与应用。在Nature（3篇）、Science（1篇）等刊物发表SCI论文566篇，其中以第一或通讯作者发表Nature 2篇、Nature子刊及Cell子刊17篇，SCI他引1000次以上1篇、800次以上5篇、400次以上21篇，高被引论文103篇，热点论文21篇，SCI总他引4.54万次，撰写中文专著2部、英文专著1部、英文专著章节2部，编写教材1部，参编《中国材料科学2035发展战略》1部，受邀在美国材料学会年会等重要会议上做大会、主旨报告40次。获授权国家发明专利148项，其中28项专利与华为等31家企业进行产学研成果转化与应用，总金额24.38亿元。主持国家重大科研仪器专项等国家级项目30余项。以第一完成人获国家自然科学二等奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、国际电化学能源科学与技术大会卓越研究奖（每年仅2人）、国际车用锂电池协会卓越研究奖、国家教学成果二等奖、教育部/湖北省自然科学一等奖（3项）和中国材料研究学会技术发明一等奖，当选俄罗斯工程院外籍院士，入选科睿唯安全球高被引科学家、爱思唯尔“中国高被引学者”、英国皇家化学会中国“高被引学者”和材料科学领域全球顶尖科学家。任国家重点研发计划“纳米科技”重点专项总体专家组成员、国家“十四五”材料领域指南编制专家，Journal of Energy Storage副主编，Advanced Materials等8本国际知名期刊编委。培养毕业博/硕士研究生66名，培养国家级人才5人、省部级青年人才13人、受习总书记亲切接见1人。成果被央视新闻、中国日报和Science Daily等国内外媒体亮点报道。

朱杰鑫，武汉理工大学直博生，2018年本科毕业于武汉理工大学，2018年至今于麦立强教授课题组直博，期间于北京大学庞全全教授课题组、英国伦敦大学学院Ivan Parkin院士&Paul Shearing教授&何冠杰教授课题组联合培养。迄今为止已参与发表SCI论文50余篇，论文被引2700余次，其中以第一作者/共同第一作者在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.等期刊发表SCI论文10篇。主要研究方向为电催化CO2还原、甲醇氧化、OER等，关注电催化剂的表界面配位环境调控以及原位红外、拉曼、XAS等表征。