利用可再生电力将二氧化碳（CO2）电化学还原为燃料和增值化学品（CO2RR），提供了一种存储季节性能量的途径。在CO2RR中，电催化剂促进CO2转化为增值产品，例如一氧化碳（CO），甲酸酯（HCOO–）或甲酸（HCOOH），甲烷（CH4），乙烯（C2H4）和乙醇（C2H5OH）等。金属基非均相催化剂通常在低超电势下表现出较高的CO2RR活性。然而，与许多非均相催化剂相反，分子催化剂具有对活性位点附近的空间和电子性质进行调控的优点，可以更精确地定义结构-功能关系，为催化剂的合理设计和机理的研究提供了平台。向非均相CO2RR催化剂引入分子方法可能会引入新的自由度，从而使增强/改变产物的选择性，增加催化剂的质量活性并降低过电位。利用异质和均相方法之间的协同作用来进一步改善催化作用越来越引起人们的兴趣。
有鉴于此，多伦多大学Edward H.Sargent教授等人合作对非均相二氧化碳还原催化剂的分子增强研究进展进行了评述。
本文要点
1）与多相活性位点相邻的有机分子或金属配合物可以提供了额外的结合作用，调节中间体的稳定性，通过提高Faradaic效率(产物选择性)和降低过电位来改善催化性能。
2）他们提出了有关CO2RR分子增强多相催化的前瞻性观点。他们讨论了四类分子增强策略：分子添加剂改性的多相催化剂，固定化的有机金属配合物催化剂，网状催化剂和无金属的聚合物催化剂。这些策略至少在原则上可以提供对催化剂活性位点的精确控制。利用定义明确的有机分子和金属配合物对金属表面进行修饰，可以改变CO2RR中间产物的结合能，从而打破线性关系，控制产物的选择性。
3）他们最后还介绍了目前在分子策略方面的挑战，并描述了CO2RR电催化制备多碳产物的前景。分子增强的非均相CO2RR催化剂具有可调性和稳定性方面优势，是CO2RR电催化剂的重要研究方向。
总之，这工作强调了应用分子策略增强非均相电化学CO2RR的潜力，对于设计制备高活性、选择性和稳定性的CO2RR催化剂挑战提供了潜在的途径具有重要的借鉴意义。
参考文献：
Nam, D., De Luna, P., Rosas-Hernández, A. et al. Molecular enhancement of heterogeneous CO2 reduction. Nat. Mater. 19, 266–276 (2020).
DOI: 10.1038/s41563-020-0610-2
https://doi.org/10.1038/s41563-020-0610-2
