用电化学方法将一氧化碳还原为增值产品，有望用于可再生能源的储存。铜基催化剂可以在CO电解还原过程中将CO转化为多碳（C2+）产品。然而，开发对CO还原具有高选择性和高C2+产物生产率的Cu电催化剂仍然具有挑战性。近日，中科大Yuen Wu，Tao Yao，南京师范大学Yafei Li等报道了具有丰富的孪晶结构的高度晶格无序的Cu3N材料作为前驱体电催化剂用于CO还原。
本文要点：
1）作者通过控制晶体的生长速率成功地制备了具有丰富孪晶结构的氮化铜（Cu3N）纳米晶体，并将其用作前驱体，用于电催化CO还原。研究发现，Cu3N在CO还原反应（CORR）中原位活化并释放出氮，获得的金属Cu0颗粒催化剂继承了母体Cu3N晶格中存在的晶格位错。
2）实验发现，将脱氮的催化剂用于流通池系统中，电流密度为727 mA cm-2时，具有90％以上的C2+法拉第效率。
3）当用于带有固态电解质（SSE）的膜电极组件（MEA）电解器时，在阴极和SSE的排放口处可获得17.4％体积的乙烯流和浓度为1.45 m的液态流，230×10-3 m 的C2+产物。
Changming Zhao, et al. In Situ Topotactic Transformation of an Interstitial Alloy for CO Electroreduction. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.202002382
