Nature 2025, 641, 1156-1161.

https://www.nature.com/articles/s41586-025-08978-0

高溫二氧化碳電催化還原為實現碳循環與能源轉換的關鍵途徑，但目前固態氧化物電解槽（SOEC）所用之非貴金屬催化劑，仍受限於低能效（低於70%）、壽命短（少於200小時）與高電壓等瓶頸。針對此挑戰，化學系陳浩銘教授和瑞士合作團隊，成功設計出一種以Sm2O3摻雜CeO2包覆的Co–Ni合金催化劑，在800 °C與1 A/cm2操作下展現前所未有的性能：能量效率達90%、CO產率90%、CO選擇性近100%，且可穩定運作超過2000小時，遠優於現有催化系統。本研究利用X光吸收光譜技術深入研究該催化劑卓越性能背後的機制，包覆結構促進金屬催化劑之電子轉移，進而活化金屬–氧化物界面。更進一步證實該催化劑以雙活性位點機制進行反應，其中二氧化碳在金屬–氧化物界面形成碳酸鹽吸附態後，於金屬位點還原為CO，展現出高度結構穩定性與抗積碳能力。此研究不僅提出高溫二氧化碳電還原的催化劑設計新策略，為推動綠色碳轉換技術之產業應用提供關鍵突破。