环保新突破：单原子催化剂将二氧化碳转化为乙醇

近期，锡基催化剂在二氧化碳还原领域取得了重大突破，其转化乙醇的生产效率令人瞩目。这一新开发的催化剂不仅展现了其在可再生能源技术方面的巨大潜力，更是为减少二氧化碳排放提供了全新的视角。

电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）正逐渐转变为一种具有战略意义的碳基燃料生产方式。通过串联单原子电催化剂的精确操作，二氧化碳被成功转化为乙醇。这项突破性研究由张涛教授和黄延强教授领衔的研究小组在加利福尼亚大学洛杉矶分校完成。

该小组所研发的新型锡基催化剂（SnS2@Sn1-O3G）表现非凡，能够在特定的几何电流密度条件下，实现乙醇的重复生成，并且法拉第效率高达82.5%。这一成果被发表在了科学杂志《自然-能源》上，引起了行业内广泛的关注。

这种催化剂的制造过程相当独特，研究人员通过在三维碳泡沫上进行 SnBr2 和硫脲的溶热反应，成功制造出了 SnS2@Sn1-O3G 电催化剂。它由 SnS2 纳米片和原子分散的 Sn 原子（Sn1-O3G）组成，这种结构使得其在二氧化碳还原反应中具有出色的性能。

机理研究揭示了 Sn1-O3G 的关键作用。它能够分别吸附 CHO 和 CO(OH)中间体，通过一种前所未有的甲酰基-碳酸氢盐偶联途径促进 C-C 键的形成。这一发现为我们理解并控制二氧化碳还原反应提供了全新的视角。

研究人员通过使用同位素标记的反应物，深入探究了 C 原子的形成路径。分析结果显示，乙醇中的甲基 C 来自甲酸，而亚甲基 C 则直接来自二氧化碳。这一发现为我们揭示了乙醇合成中 C-C 键形成的奥秘。

黄教授表示：“我们的研究为乙醇合成中的 C-C 键形成提供了一个替代平台，并为有针对性地操纵二氧化碳还原途径以获得所需产品提供了一种策略。”这项研究不仅为我们提供了一种新的二氧化碳利用途径，也为我们提供了一种控制化学反应的新方法，对于推动可再生能源领域的发展具有重大意义。