將CO₂電還原為CO是一種有前途的CO₂循環使用方法，但是它仍然存在電流密度和耐久性不切實際的問題。基于此，中山大學廖培欽教授（通訊作者）等人報道了一種單原子納米酶（single-atom nanozyme, Ni-N₅-C），具有Ni-N₅的類酶催化活性位點，并實現了工業規模的CO₂轉化CO。

在中性水溶液中，Ni-N₅-C表現出超高電流密度和對CO₂轉化為CO的eCO₂RR的耐久性，超過了目前已報道的所有催化劑。其中，Ni-N₅-C的法拉第效率（FE）在-0.8至-2.4 V vs. RHE上超過97%，在-2.4 V時電流密度達到最大值1.23 A cm^-2（周轉頻率為69.7 s^-1），FE為99.6%。同時，其在連續運行100 h以上未觀察到明顯的降解。

密度泛函理論（DFT）計算表明，與平面Ni-N₄位點相比，正方錐體Ni-N₅位點的d_z²和d_xz/yz軌道能級分別增加和減少。因此，Ni-N₅催化位點更能激活CO2分子，降低能壘，促進CO解吸，從而提高動力學活化過程和催化活性。該工作為優化金屬活性位點的配位幾何結構以實現高效和選擇性的eCO₂RR提供了一種新方法。

Single-Product Faradaic Efficiency for Electrocatalytic of CO₂ to CO at Current Density Larger than 1.2 A cm^-2 in Neutral Aqueous Solution by a Single-Atom Nanozyme. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202210985.

https://doi.org/10.1002/anie.202210985.