电化学二氧化碳还原(CO2RR)制合成气,在降低碳排放和丰富化工原料供给方面具有重要潜力。然而,如何通过简便方法精准调控合成气中H2/CO摩尔比,仍是当前难题。为此,河南大学张敬来教授、王丽教授团队与河南师范大学王键吉教授团队合作,首次发现催化剂中黑磷(BP)含量与合成气H2/CO摩尔比之间存在线性关系。只需调节BP含量,即可精确便捷地控制H2/CO比例,从而有效解决了该领域的调控难点。

机理研究表明,双活性位点协同作用:原位生成的CuIn相主要催化CO生成,Cu3P物种则主要促进H2形成。BP含量变化直接改变CuIn与Cu3P的相对比例,从而成为调控H2/CO比的关键。该调控方法可满足下游费托合成、甲醇合成等过程对合成气组成的特定要求,具有重要应用价值,为适配多样化工业场景提供了新策略。
该成果以“An Innovative Approach to Precisely Tailor the Composition of Syngas in CO2 Electroreduction”为题,发表于美国Wiley出版社旗下期刊《Advanced Science》(2025年影响因子14.2,中科院1区Top期刊)。2022级博士研究生吕帅、2023级硕士研究生孙欣怡为共同第一作者,张敬来教授、王丽教授和王键吉教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、河南大学一流学科科技研究项目等资助。
论文链接为:https://doi.org/10.1002/advs.202505424