在设计高效的人工光合作用体系中，能将CO2还原成高附加值化学燃料的电催化材料扮演了重要的角色。甲酸是常见的CO2还原产物，但是其反应选择性通常不理想。目前的研究主要集中在金属Sn材料上，然而它们只在电压很负的小范围内表现出较高的甲酸选择性。金属Bi材料具有还原CO2生成甲酸的潜力，但是目前的相关研究还比较匮乏。在本报告中，我们将介绍几种合成暴露高比表面的Bi基纳米材料的方法。它们在电催化CO2还原反应中展示了很大的催化电流密度，在较宽的电压区间内生成甲酸的法拉第效率超过90％，且在具有良好的反应稳定性。此外，我们还将Bi和P型硅光电阴极结合，从而实现了利用光电催化高效地将CO2还原成甲酸的目标。我们也将Bi催化剂与析氧电催化剂结合，用在将CO2和水分解成氧气和甲酸的全反应中。这个全反应体系在干电池或者太阳光驱动下达到较高的能量转化效率。