在温和条件下，利用电催化还原将二氧化碳转化为高附加值的化学产品和燃料，为解决化石能源危机与环境污染问题提供了富有前景的策略。然而，稳定的二氧化碳分子导致其电催化还原面临诸多挑战。因此，高选择性和高活性电催化剂的设计是解决限制二氧化碳还原性能的关键。

碳载体不仅可以分散电催化活性位点，还可以提供有效的电子传输路径，从而强化金属与碳载体间的协同优势促进二氧化碳的高效转化。但是，高温碳化合成过程中，通常金属纳米颗粒利用热驱动的聚集与团聚来降低自身的表面能，不可避免地导致活性面积的损失和催化的失活。

近日，山东大学张进涛教授课题组，以碳包覆铋核壳结构为研究对象，耦合低熔点铋的热扩散效应与碳限域作用提出了一种热解驱动的活性位点调控与优化新策略，构筑了空心碳壳中镶嵌铋纳米颗粒的电催化剂，实现了二氧化碳的高效电催化还原。

针对热处理过程中的熔融和团聚问题，碳壳包覆的限域作用可有效抑制铋核的进一步团聚。在核壳结构的限域空间中，热驱动的扩散过程使铋核逐步分散到空心碳壳中形成纳米颗粒。同时，铋金属的蚀刻作用创造形成多孔结构。因此，中空多孔碳壳既能提供有效的电子与离子传输通道，又发挥氮掺杂碳的锚定作用抑制铋的聚集与失活，从而有效强化电催化过程实现二氧化碳的稳定电催化转化。

原位表征技术和理论计算结果表明，铋镶嵌的碳壳中空结构可有效强化碳载体与金属间的相互作用降低二氧化碳的还原能垒。同时，中空多孔结构利用局部限域环境调节中间体的选择性，实现二氧化碳的选择性转化。

该工作中，张进涛教授团队提出了低熔点金属的热驱动扩散调控新策略，发挥碳壳的限域作用将铋纳米颗粒分散到空心多孔碳中，从而解决电催化过程中活性位点的聚集和失活问题，为设计高效稳定的电催化剂提供了新思路。