Cu氧化物在电催化CO₂还原制备烃类分子及其氧化衍生物的过程中展示了较好的选择性，其中形貌控制的Cu氧化物受到广泛研究。有鉴于此，柏林工业大学Peter Strasser等报道了一种结构新颖二维Cu(II)氧化物纳米片（CuO NS）在工业化需求电流和气体扩散电极（GDE）条件和中性pH值条件中，展示了较高的C₂₊产物。在偏压电催化过程中，取向为（001）方向的CuO NS结构逐步变化成高度树枝化状态，在流动电解过程中，发现催化剂的结构主要转变为金属Cu⁰枝晶状态。

本文要点：

（1）

作者通过Operando XAS测试、in situ电化学TEM表征技术对该反应电极变化进行表征，通过毫秒分辨微分电化学质谱（DEMS）技术观测到反应中以往未曾发现的产物生成起始电势。进一步的，作者对反应中生成CO和C₂H₄的类似的机理进行验证，通过DEMS数据的观测揭示了未曾预料到的反应生成CH₄、乙醇机理之间的关系。

（2）

随后，作者展示了吸附甲基物种，*CH₃作为CH₃H、CH₃CH₂OH中产生的中间体物种，而且可能是更高过电势中被忽略的在（110）阶梯位点上靠近（100）露台CH₃-R的中间体物种。通过对其中的反应机理研究，对目前CO₂电解反应机理过程实现了较为深入的理解。

参考文献

Wang, X., Klingan, K., Klingenhof, M. et al. Morphology and mechanism of highly selective Cu(II) oxide nanosheet catalysts for carbon dioxide electroreduction. Nat Commun 12, 794 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-20961-7

https://www.nature.com/articles/s41467-021-20961-7