将CO₂电化学还原为增值碳氢化合物和燃料(如，甲酸)为实现碳中和目标提供了一条途径。低毒、储量丰富的Bi基材料是甲酸盐电生产的优秀候选者，而对于大多数Bi基催化剂，其催化效率和选择性仍不足以满足工业ECO₂RR的需求。有文献报道，异质结构工程在调节材料界面方面起着至关重要的作用，其促进了先进催化中的电子传输途径。

在此，南方科技大学陈洪和段乐乐等通过熔融碱辅助脱铝策略，成功合成了一种新型Bi₂O₃/BiO₂异质结催化剂，并在电催化ECO₂RR中表现出优异的结构动力学。

原位X射线衍射和拉曼光谱分析显示，所制备的Bi₂O₃/BiO₂异质结构可以转化为新型Bi/BiO₂莫特-肖特基异质结构。理论计算表明，Bi/BiO₂的产生提高了对CO₂和*OCHO中间体的吸附性能，甲酸盐优先在Bi/BiO₂上生成，从而提高了其在ECO₂RR过程中的甲酸盐选择性。

因此，该催化剂在较宽的电位窗口(-0.9 V_RHE至-1.3 V_RHE)中实现了大于95%的甲酸盐的高选择性以及-111.42 mA cm^-2的最佳部分电流密度；Bi₂O₃/BiO₂在-3.7 V的全电池电压下实现了-220 mA cm^-2的电流密度和95.4%的高FE_甲酸盐，并且在反应过程中没有观察到明显的电流密度波动，以及FE_甲酸盐几乎保持不变，这表明它具有出色的稳定性。

这是目前报道的性能最好的Bi基ECO₂RR催化剂。这项工作报告了一种用于ECO₂RR的新型异质结电催化剂的构建和对结构动力学的见解，这为合理设计用于ECO₂RR及其他应用的高效异质结电催化剂提供了指导。

Bi₂O₃/BiO₂ Nanoheterojunction for Highly Efficient Electrocatalytic CO₂ Reduction to Formate. Nano Letters, 2022. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04683