主族单原子催化剂（SAC）由于其具有防止析氢反应（HER）和CO中毒的能力，使其可以用于CO₂电还原（CO₂RR）为CO。近日，慕尼黑纳米研究所Emiliano Cortés、中南大学Liu Min、北京航空航天大学Sun Yifei报道了不对称配位诱导电子局域化的Ca位点将CO2电还原为CO。

本文要点：

1) 作者开发了一种O掺杂策略，即通过Ca-SAC位点（Ca-N₃O）的不对称配位将电子定位在p轨道上，从而增强CO₂的活化。理论计算表明，Ca-N₃O的不对称配位改善了Ca位点周围的电子性质，从而促进了*COOH的形成。作者利用X射线吸收精细光谱对Ca-N₃O进行表征发现，Ca-N₃O反应位点具有一个O、三个N配位原子和一个Ca原子。

2) 原位衰减全反射红外光谱证明Ca-N₃O促进*COOH的形成。因此，Ca-N₃O催化剂在电池中具有约15000 h^-1的转换频率（TOF）和-400 mA/cm²的大电流密度，在液流电池中的CO法拉第效率（FE）≥90%。此外，即使在30%的稀释CO₂浓度下，Ca-N₃O位点也能保持90%以上的FE。

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Qiyou Wang et.al Asymmetric Coordination Induces Electron Localization at Ca Sites for Robust CO2 Electroreduction to CO Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202300695

https://doi.org/10.1002/adma.202300695