太阳能和风能是可再生的能源，取之不尽，用之不竭。因此，利用可再生能源来电化学还原二氧化碳变成有价值的化学物质和燃料是一种可持续的策略，同时还可降低温室效应。但是目前的电催化剂基本都缺乏高的催化活性和选择性，导致CO₂还原的能量转化和化学转化效率都比较低。金属氧化物/硫化物因其可以原位电化学转化为高活性电催化物质而被认为是最有前景的CO₂还原反应（CO₂RR）预催化剂之一。然而，性能的进一步飞跃需要新的工具来直接从预先设计的模板材料中获得对活性物种组成和结构特征的精细控制(例如，晶粒边界(GBs)和非配位位点(USs))。

有鉴于此，班固利恩大学的idan Hod等人合作开发了一个新颖的电化学驱动的阳离子交换法(ED-CE)，能够将预先设计的CoS₂模板转化为CO₂RR催化剂Cu₂S。

本文要点

1）通过ED-CE，最终的Cu₂S催化剂继承了CoS₂的原始3D形态，并保留了其高密度的GBs。此外，可以精确调整催化剂的相结构，组成和USs密度，从而可以合理设计活性CO₂RR位点。

2）获得的Cu₂S催化剂的法拉第效率超过87％，并在报道的基于铜的催化剂中达到了创纪录的高活性。

总之，该研究为利用电化学驱动的阳离子交换法设计高性能电催化剂提供了一种新的思路。

参考文献：

Wenhui He et al. Electrochemically‐Driven Cation Exchange as a Powerful Tool for Rational Design of Active CO₂ Reduction Electrocatalysts. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202000545

https://doi.org/10.1002/anie.202000545