在可再生能源(如风能和太阳能)的驱动下，电化学还原CO₂ (CO₂RR)是实现碳中和的有效途径。来自 CO₂RR 的多碳 (C2+) 产品非常受欢迎，因为它们是重要的燃料、化学品和工业原材料。然而，由于选择性低、产率低和过电位高，将 CO₂ 选择性还原为 C2+ 产品尤其具有挑战性。由于 CO₂RR 的性能与催化剂的结构和组成密切相关，催化剂的结构和组成会改变 CO₂RR 中产生的中间体的结合能，因此有必要系统地研究这些影响以实现可能的设计策略。

有鉴于此，郑州大学周震教授等人，从催化剂结构和组成的调整入手，探讨了CO₂转化为C2+产物催化剂的设计策略，如形貌控制、缺陷工程、双金属和表面改性等。同时重点研究了CO₂RR过程中催化剂的反应机理和结构演变。最后，对CO₂RR技术的进一步改进提出了挑战和展望。

本文要点

1）总结了设计先进的Cu 基和非 Cu基催化剂用于CO₂RR制备C2+产物的策略。并讨论了与催化过程相关的机理和结构演变。虽然已经为CO₂RR制备C2+产物做出了很多努力，但仍有一些挑战需要解决。a)在CO₂RR机制方面，存在很多争论。在对CO₂RR反应机理深入了解的基础上，将开发出更先进的CO₂RR制C2+产物催化剂。b)目前CO₂RR催化剂对C2+产品的产率和产品选择性与实际应用的要求还相差甚远。寻找高效的催化剂仍然是一个挑战。c）除了电流密度和C2+产物选择性外，稳定性也是评价CO₂RR催化剂性能的重要参数。d) 开发 CO₂RR 技术的一个主要目的是为了社会的可持续发展。然而，在当前的研究中有时会忽略开发催化剂的成本和复杂性，这对实际应用至关重要。

参考文献：

Yuanyuan Xue et al. Catalyst Design for Electrochemical Reduction of CO₂ to Multicarbon Products. Small Materials, 2021.

DOI: 10.1002/smtd.202100736

https://doi.org/10.1002/smtd.202100736