使用表面工程化学复合材料来提高反应中间体的结合能和导电性是实现高局部电流密度和提高目标产物产率的一条有效途径。中国科学院Cheng Hangrong、Zhou Xiaoxia、复旦大学Zheng Gengfeng使用导电聚合物聚吡咯（PPy）来调节Bi₂S₃的电子结构，促进CO₂分子的活化，以增强CO₂电还原的活性。

本文要点：

1)具有独特3D形态的电催化剂由具有丰富S空位的Bi₂S₃纳米线组装体通过PPy修饰组成，其提高了电子转移能力，实现了91.18%的优异甲酸盐法拉第效率和-56.95mA cm^-2的电流密度，以及在H型电池中具有良好的稳定性。更重要的是，它可以提供超过-300 mA cm^-2的电流密度，而不会影响流动池反应器中甲酸盐的选择性。

2) 基于原位ATR-IR光谱，作者提出了与HCO₃^-有关的甲酸盐形成的反应机制，这将为CO₂还原带来新的科学认识。DFT计算进一步表明，优化的电子结构、增强的CO₂吸附和活化以及质子化过程有助于降低甲酸酯中间体*OCHO的形成能，从而提高性能。此外，配备Bi₂S₃-PPy的Zn-CO₂电池具有2.4 mW cm^-2的最大功率密度和>110小时的优异循环稳定性。

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Chengjin Li et.al Bio-inspired engineering of Bi2S3-PPy composite for efficient electrocatalytic reduction of carbon dioxide EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE02029K

https://doi.org/10.1039/D3EE02029K