电催化二氧化碳（CO₂RR）转化为增值燃料或化学品提供了一种实现可持续发展和碳中和目标的可行途径。在诸多转化产物中，作为具有高能量密度和显著工业价值的液体产物，甲酸（HCOOH）受到了广泛关注。因此，研制出高效且稳定的催化剂对于工业化合成HCOOH至关重要。氧化铋（Bi₂O₃）中的丰富晶格氧在增强OCHO*吸附方面起着关键作用，从而有效提升了甲酸的选择性。然而，在高负电位下的电解中，Bi₂O₃催化剂因CO₂还原过程中的自还原作用导致晶格氧损失，从而影响Bi-O活性位点的稳定性和产品选择性。针对此问题，研究人员通过尺寸调控、界面工程和非金属原子保护等策略提高了Bi₂O₃的活性和选择性，但对于实现宽电位范围内的高选择性与稳定性仍然面临挑战。

最近，电子科技大学的陈俊松教授和吴睿副研究员设计了一种新策略，通过构建Bi-O-In不对称键来稳定晶格氧。此策略中，铟（In）原子被锚定于Bi₂O₃晶格间隙，显著增强Bi-O键的稳定性，有效实现了高效且稳定的甲酸合成。

通过溶剂热法合成了不同In掺杂量大Bi₂O₃纳米球（In-Bi₂O_3-x），随着In含量的增加，衍射峰逐渐向低角度方向偏移，表明In原子成功引入Bi₂O₃晶格中。同时，HAADF-STEM及原子线扫描图像证实In原子占据Bi₂O₃晶格间隙位点，而非取代Bi原子。此外，同步辐射测试结果表明In原子的引入有效地调节了Bi-O键长和Bi的价态。

这种间隙原子掺杂使In-Bi₂O₃-100催化剂表现出较高的HCOOH选择性（FE_HCOOH >95%）及优异的稳定性，在连续电解100小时后，甲酸的法拉第效率仍维持在90%以上。此外，该化剂在流动池中具有出优异的催化活性，能在400 mA cm⁻²的大电流密度下稳定运行超过25小时，显示了其在工业规模应用中的应用潜力。

原位拉曼光谱进一步证实了In原子在稳定Bi₂O₃氧化结构中的关键作用，这对于在CO₂RR还原过程中维持晶格氧的稳定性至关重要。此外，原位表面增强红外吸收光谱揭示了间隙掺杂的In原子能够调节CO₂*和OCHO*中间体的吸附，从而促进了CO₂*中间体向OCHO*的快速转化。

本研究成功开发了一种新型的通过In原子间隙掺杂的Bi₂O₃催化剂，该催化剂在CO₂还原反应中展现出了出色的活性和稳定性。In原子掺杂到Bi₂O₃晶格的间隙中增强了Bi-O结构的稳定性，促进了CO₂的快速转化为OCHO*中间体，为设计高效和稳定的电催化剂提供了一种新策略。