虽然近年来在CO₂和CO电化学转化为增值化学品领域取得了重大进展，但要将这项技术达到工业水平，还需要克服更多的挑战。合理设计催化剂材料，使之能够在工业相关的电流密度（4200 mA/cm^-2）下选择性地生产所需产品，这无疑是其中重要挑战之一。

近日，西门子油气与电力集团Günter Schmid报道了一种混合金属氧化物Ag₂Cu₂O₃，作为CO高效电还原为C₂₊产物的起始模板材料。

文章要点

1）电化学实时质谱（EC-RTMS），XRD和XPS等表征结果显示，Ag₂Cu₂O₃只是一种模板，而非活性催化剂。同时在电解的最初几分钟内原位形成了完全还原的CuAg双金属材料。

2）电化学筛选结果表明，以CO₂（CO₂RR）和CO（CORR）为原料气体时，催化剂的产物分布有很大差异。在CORR过程中，600 mA cm^-2的电流密度下，获得了接近92%的C₂₊产物的法拉第效率。另一方面，在CO₂RR过程中，在所有测试电流密度下，CO都是主要产物，最大法拉第效率达到68%。

3）XPS价带测量结果表明，Ag₂Cu₂O₃原位生成的Ag-Cu双金属催化剂与金属Ag和Cu参考样品相比具有不同的表面电子结构，这一发现与观察到的产物分布相一致。

该混合金属氧化物模板方法研究表明，使用Cu和其他客体金属（本工作中为Ag）在原子水平上混合的材料，只需占据它们在晶格中的指定结晶学位置，就可以提高对增值产品的选择性。

Nemanja Martić, Ag₂Cu₂O₃ – a catalyst template material for selective electroreduction of CO to C₂₊products, Energy Environ. Sci., 2020

DOI: 10.1039/d0ee01100b

https://doi.org/10.1039/d0ee01100b