利用可再生电力驱动CO₂电还原为CO是一种可能替代化石燃料合成CO的方法。但是，电催化CO₂还原制CO很难同时达到高法拉第效率（FE）达和高电流密度。

近日，中科院化学所韩布兴，孙晓甫等报道了第一个使用N，P-共掺杂的碳气凝胶（NPCA）实现高效将CO₂还原为CO的工作。

本文要点：

1）作者通过淀粉的凝胶化制备了Ni，Co共掺杂的碳气凝胶（NPCA）电催化剂。实验表明，该催化剂电催化CO₂还原制CO的FE可达99.1％，部分电流密度为-143.6 mA cm^-2，这是迄今为止最高的电流密度之一。

2）NPCA比N或P掺杂的碳气凝胶具有更高的电化学活性面积和总电子传导性，这有利于电子从CO₂转移到其自由基阴离子或其它关键中间体。

3）通过进一步的控制实验和理论计算发现，吡啶氮对将CO₂还原为CO具有高的活性，P与N的共掺杂显著抑制了析氢反应（HER），因此实现了高的电流密度和FE。

该工作为设计合成高效，高选择性和低成本的杂原子掺杂碳材料替代金属催化剂高效电还原CO₂提供了借鉴。

Chunjun Chen, et al. Boosting CO₂ electroreduction on N, P‐co‐doped carbon aerogels. Angew. Chem. Int. Ed.2020,

DOI: 10.1002/anie.202004226

https://doi.org/10.1002/anie.202004226