电化学CO₂还原反应（CO₂RR）是处理CO₂过量排放，以碳中性方式生产增值燃料和化学品的一种有吸引力的途径。在Cu基电催化剂上，人们致力于提高CO₂RR制多碳产物（C₂₊）的催化活性和选择性。然而，Cu基CO₂RR电催化剂催化稳定性差的主要原因是在CO₂RR条件下结构降解和活性物种丧失。迄今为止，已报道的大多数Cu基电催化剂的稳定性都在几十小时以内，这极大限制了铜基电催化剂在CO₂RR中的发展。

近日，东华大学杨建平教授报道了一种卤素稳定策略，即通过残留氯诱导的稳定活性物种来实现具有高选择性和稳定的CO₂RR的Cu基电催化剂。

文章要点

1）研究人员合成了一种由电化学活化的CuOHFCl NSs衍生的新型多孔Cl掺杂的Cu电催化剂（e-CuOHFCl）。 e-CuOHFCl电催化剂在-1.00 V_RHE时显示出53.8％的高C₂₊产物FE，在-1.05 V_RHE时具有15 mA/cm²的大C₂₊产物电流密度。

2）研究人员发现在衍生的e-CuOHFCl电催化剂中Cl元素比F元素更稳定，可在CO₂RR条件下在Cu基体中保持稳定。同时，残留的Cl可以诱导Cu⁰-Cu⁺活性中心以及e-CuOHFCl电催化剂的有利形态以促进C₂₊的产生。重要的是，e-CuOHFCl电催化剂具有出色的CO2RR催化稳定性（达到了240 h）。残留氯诱导的稳定的Cu⁰-Cu⁺活性中心和催化剂的结构稳定性是CO₂RR长期运行中保持C₂₊高FE的关键。

这项研究提供了一种提高铜基CO₂RR电催化剂催化稳定性的新策略。

参考文献

Minhan Li, et al, Residual Chlorine Induced Cationic Active Species on Porous Cu Electrocatalyst for Highly Stable Electrochemical CO₂ Reduction to C₂₊,  Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202102606

https://doi.org/10.1002/anie.202102606