开发高效的CO2选择性电还原催化剂对碳利用技术的推广至关重要。受前人研究成果启发，通过研究影响催化剂性能的各个参数(即存在的化学物种及其反应性/溶解性、外加电位、pH和粗糙度)，可用于开发一种新的电化学方法，利用这些参数来制备对C2+产品具有选择性的铜电催化剂。
有鉴于此，韩国科学技术院（KIST）G. Tayhas R. Palmore报道了一种具有高缺陷位密度（即铜配位不足）和低粗糙度的电催化剂通过电化学CO2RR可以有效地将CO2转化为C2和C3产物（FE2+达到72%）。
文章要点
1）用于生产这些电催化剂的电化学方法包括三个步骤：(i)铜箔的阳极卤化；(ii)随后在KHCO3电解液中形成氧化物；(iii)电还原。通过对分别浸泡在0.1 M KCl、KBr或KI中的铜箔施加氧化电位来制备氯化Cu、溴化Cu或碘化Cu，此后将其表示为Cu_KCl、Cu_KBr和Cu_KI，以反映用于阳极卤化的不同电解质。
2）掠入射X射线衍射（GI-XRD）分析结果显示，电解抛光铜箔在KCl、KBr或KI水溶液中的阳极卤化分别产生CuCl、CuBr或CuI表面。通过SEM和EDS对表面形态和化学变化的分析，阐明了随后发生表面重建的过程。EDS还提供了Cu_KCl、Cu_KBr和Cu_KI缺陷位的亚表面氧是通过高的电解液局部pH氧化Cu而产生的证据。
3）电催化剂的表征结果结合其CO2RR催化性能表明，高密度的缺陷位和低的粗糙度对于通过电化学CO2RR最大限度地减少HER和C1的竞争产生而促进C2+产物的形成至关重要。
Kim, T., Palmore, G.T.R. A scalable method for preparing Cu electrocatalysts that convert CO2 into C2+ products. Nat Commun 11, 3622 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-16998-9
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16998-9
