由可再生电力驱动的CO₂电还原反应（CO₂RR）提供了一种通过增值化学品和燃料的形式储存间歇性可再生能源的有希望的途径。基于此，利用CO₂电还原制可再生甲烷吸引了人们极大的兴趣；然而，其目前的催化剂效率和活性仍然无法满足实际应用所需的效率和活性。

有鉴于此，加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授报道了在Cu中引入Au可以促进CO₂-N₂共进料的*CO质子化生成甲烷，并在高电流密度下抑制HER副反应。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）分析结果表明，Au-Cu表面*CO覆盖的降低有利于*CO质子化而不是C-C耦合。此外，与Cu相比，Au-Cu抑制了HER，从而提高了稀CO₂气流下甲烷的选择性。实验上，研究人员制备了Au-Cu催化剂，并通过控制CO₂浓度和电流密度来调节*CO的利用率，其中甲烷与H₂的选择性比表现出最高值2.7。

2）实验结果显示，在CO₂-N₂共进料、部分电流密度为112±4mA cm^-2的条件下，甲烷转化率为56±2%。这些结果表明，通过催化剂设计和调整局部*CO覆盖，实现具有高选择性、高转化率和高阴极EE的CO₂RR制甲烷是一种很有前途的策略。

参考文献

Wang, X., Ou, P., Wicks, J. et al. Gold-in-copper at low *CO coverage enables efficient electromethanation of CO₂. Nat Commun 12, 3387 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-23699-4

https://doi.org/10.1038/s41467-021-23699-4