全文概要
清华大学陈晨和北京理工大学赵娣、张加涛团队 联合报道了一种通过构建p-n异质结诱导轴向内置电场（BEF）的策略，显著提升了CoPc@ZnOₓ催化剂在CO₂电还原制CO中的活性和选择性。该催化剂在H型电解池、流动池及膜电极（MEA）中均能在超宽电位窗口（分别达1.3 V、1.40 V和1.0 V）内维持CO法拉第效率（FEcₒ）高于90%，性能优于多数已报道的分子基及单原子催化剂。
本文要点
催化剂设计：将p型CoPc锚定在富含氧空位的n型ZnOₓ上，形成轴向p-n结，产生强内置电场，驱动电子从ZnOₓ向CoPc转移，形成富电子的Co-N₄活性中心。
性能优势：在宽电位范围内实现高选择性CO生成，并显著抑制析氢反应（HER），同时在H型池中FEcₒ最高可达97.2%，且具备良好的长期稳定性（>28 h）。
机制揭示：结合原位光谱与理论计算，证实轴向BEF引起Co-N₄位点电荷不对称分布与几何弯曲，增强COOH吸附、促进H₂O解离与质子供给，同时削弱CO吸附，促进其脱附，从而打破COOH与CO吸附能之间的线性关系。
普适性验证：该轴向BEF调控策略同样适用于NiPc、FePc等其他金属酞菁体系，展现出良好的通用性。
文献详情
Xiaoran Su, Botao Hu, Yingzheng Zhang, et al. Built-in Axial Electric Field-Driven Electron-Rich Monomolecular Co Sites for Promoting CO₂ Electroreduction to CO Over Ultrawide Potential Window, Angew. Chem. Int. Ed. (2025) DOI: 10.1002/anie.202511671
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202511671
