非贵金属铟被认为是产甲酸的优良催化剂，在工业中具有广阔的应用前景。尽管，铟基电极实现了较高的甲酸选择性，但在产率和稳定性方面仍面临挑战，难以满足大规模应用的需求。这主要归因于在反应过程中其易发生催化剂结构重整，铟易从高价态向低价态纯金属铟转变。然而，纯金属铟对CO₂的吸附能力较弱，难以在高电流和长时间条件下维持高甲酸选择性，导致产甲酸性能下降。为解决这一问题，研究人员提出了多种策略。例如，将锌引入硫化铟中以稳定三价铟。但，现有的方法非常有限，且稳定效果不理想。

       本工作发现，与单相材料(In₂O₃或In₂S₃)相比，富含裂纹结构的In₁/S₂（In₂O₃和片状In₂S₃复合结构）在甲酸选择性、电流密度和稳定性方面显著增强。即使长时间反应后，In₁/S₂也能很好的保持裂纹结构及晶体相态。并且，In₁/S₂上的晶格氧在反应前后几乎没有变化，表明In₂O₃在CO₂还原反应过程中能够维持高架态。此外，原位拉曼光谱测试结果也表明In₁/S₂中的In₂O₃和In₂S₃的特征峰在CO₂还原反应过程中一直稳定存在，进一步确认了In₁/S₂增强的电化学性能归因于In₂O₃和In₂S₃，特别是In₂O₃的稳定存在。电化学CO₂还原反应测试结果表明，In₁/S₂在200 mA cm^–2的工业级电流密度下，经过50小时测试，甲酸选择性仍保持在90%以上，显著优于单相材料。在此基础上结合光电器件组建的光/电化学CO₂还原反应体系实现了18.33%的太阳能到甲酸的能量效率和19.49%的太阳能到碳氢燃料的能量效率。这项工作为稳定高价态铟促进产甲酸提供了的新策略。

       近日，该研究成果以《稳定高价态铟促进电化学CO₂还原产甲酸》（Stabilized High-Valent Indium for Promoted Formate Production from Electrochemical CO2 Reduction）为题，发表在国际材料学顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。西安交通大学绿色氢电全国重点实验室为第一单位和唯一通讯单位，郭烈锦教授和刘亚副研究员为通讯。该研究工作得到国家自然科学基金“能源有序转化”基础科学中心（52488201）支持。

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       https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202408977