近日，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院何傳新課題組在能源催化方面取得重要進(jìn)展，研究成果以“High-Performance Overall CO₂ Splitting on Hierarchical Structured Cobalt Disulfide with Partially Removed Sulfur Edges”為題發(fā)表在化學(xué)材料領(lǐng)域頂級(jí)雜志《Advanced Functional Materials》(JCR一區(qū)，影響因子15.621)。課題組碩士生韓振和胡琪博士是論文的共同第一作者，深圳大學(xué)何傳新教授為通訊作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位。

在該項(xiàng)工作中，研究人員以氫氧化鈷納米片陣列作為模板，合成了具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的二硫化鈷（CoS₂）納米籠（如二維CoS₂納米片陣列上的三維空心CoS₂納米籠網(wǎng)絡(luò)），作為高效的二氧化碳全反應(yīng)催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)溫度控制可以部分移除邊緣硫結(jié)構(gòu)，從而抑制析氫副反應(yīng)（HER）。DFT計(jì)算表明，CoS₂的平面硫具有高CO₂RR活性，但是低HER活性，是理想的CO₂RR活性位點(diǎn)。令人印象深刻的是，該多級(jí)納米籠可以同時(shí)作為陰極和陽(yáng)極催化劑用于CO₂電催化全反應(yīng)，在接近中性的電解質(zhì)中，電壓為1.92 V時(shí)達(dá)到1 mA cm^-2的電流密度，是目前的文獻(xiàn)報(bào)道中最佳的雙功能電催化劑。在上述基礎(chǔ)上研究人員將催化劑與擴(kuò)散電極器件結(jié)合，研究催化劑在大電流工作下的穩(wěn)定性和使用壽命，探索其在二氧化碳電催化轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。