碳負(fù)載的鈀（PD）催化劑具有高活性，但在CO₂電化學(xué)還原反應(yīng)（CO₂RR）過(guò)程中易被原位形成的一氧化碳（CO）毒害。

基于此，大連理工大學(xué)邱介山教授和于暢教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種通過(guò)操縱在飽和KCl電解質(zhì)中催化劑-電解質(zhì)界面來(lái)提高Pd/C催化劑的CO耐受性和活性的新方法。

重構(gòu)的Pd/C催化劑可以實(shí)現(xiàn)接近100%的CO法拉第效率（FE_CO），并具有高穩(wěn)定性和CO耐受性，可在H-型電池和流動(dòng)電池中分別在超過(guò)2000 ppm和23200 ppm的CO存在下保持更好的活性。

本文通過(guò)DFT計(jì)算，以探究不同催化劑的電子結(jié)構(gòu)和CO在不同催化劑表面結(jié)合能的差異。對(duì)比PdO（101）和O-Pd-Cl的模型結(jié)構(gòu)，在Pd（111）上觀察到大的電荷積累區(qū)域，表明CO分子與Pd/C催化劑的Pd（111）位點(diǎn)之間存在強(qiáng)相互作用。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CO在Pd、PdO和O-Pd-Cl表面的吸附能分別為-1.91 eV、-1.41 eV和-1.36 eV，這表明O-Pd-Cl表面的CO結(jié)合能力較弱。

此外，作者還分析了上述三種模型的Bader電荷與CO*吸附狀態(tài)的差異。O-Pd-Cl表面和CO之間轉(zhuǎn)移的電子較少（0.067 e），進(jìn)一步表明O-Pd-C1和CO分子之間的相互作用較弱。因此，重構(gòu)的Pd/C催化劑可以高度耐受CO，并防止催化劑在KCl電解質(zhì)中CO₂RR期間中毒。

總之，Pd/C催化劑的高穩(wěn)定性可在KCl電解質(zhì)中得到有效增強(qiáng)，這源于催化劑-電解質(zhì)界面處形成的O-Pd-Cl，具有弱CO吸附和高CO耐受性，而KCl電解質(zhì)中水分子產(chǎn)生的新微環(huán)境是Pd/C催化劑上FE_CO增強(qiáng)的原因。

Robust O-Pd-Cl Catalyst-Electrolyte Interfaces Enhance CO Tolerance of Pd/C Catalyst for Stable CO₂ Electroreduction. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107957.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107957.