新進展！利用單原子催化劑實現二氧化碳還原CC偶聯制乙醇

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究中心研究員黃延強與中國科學院院士張濤團隊，聯合香港城市大學教授劉彬、清華大學教授李雋，在單原子催化研究領域取得了新進展，實現了二氧化碳（CO₂）電還原C-C偶聯高選擇性制乙醇。

　　利用可再生電力構筑CO₂高效碳循環，是實現“雙碳”目標的重要技術手段之一。相比于一氧化碳、甲烷、甲醇等C₁產物，直接CO₂催化還原C-C偶聯高選擇制乙醇是一項科學挑戰，具有重要的應用價值。單原子催化劑因孤立活性位點所具有的對反應中間物的吸附特性，從而被賦予了獨特的催化性質，并在烯烴氫甲酰化和乙醇合成等重要的C-C偶聯反應過程中表現出優異的催化性能。

　　本工作開發出由SnS2納米片和單原子Sn組成的級聯催化劑，通過CO₂在SnS₂納米片上還原生成甲酸中間體，在單原子Sn位點上生成碳酸氫鹽中間體并原位C-C偶聯生成乙醇。研究表明，在-0.6至-1.1VRHE的寬電位范圍內，乙醇的選擇性可超過70%；同時，結合同位素（¹³CO₂和H¹³COOH）標記實驗和密度泛函理論研究，闡明了單原子Sn活性中心上CO₂還原C-C偶聯機制。本研究發展出基于級聯催化劑的CO2RR高選擇性C-C偶聯的新策略，進一步體現了單原子催化過程在產物選擇性調控方面的優勢及其在C-C偶聯反應中的潛力。

　　相關研究成果以A tin-based tandem electrocatalyst for CO₂ reduction to ethanol with 80% selectivity為題，發表在《自然-能源》（Nature Energy）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃等的支持。