通过Cu催化剂进行电催化CO₂还原制备高附加值烃类产物是促进碳中和并且符合可持续发展前景的方法。但是Cu金属在电催化反应过程中通常不可避免而且难以控制的产生表面结构重构，并且导致Cu的催化活性降低或者提高。

有鉴于此，天津大学杨全红、翁哲、中科院金属研究所尹利长等报道脱离目前的催化剂设计理念，从有助于改善催化性能的角度提出设计催化剂的结构重组过程策略，通过在电解液中加入添加剂EDTMPA（乙二胺四亚甲基膦酸），在市售多晶Cu进行电化学还原过程中改善CO₂还原生成CH₄。

本文要点：

(1)

通过电解液添加剂策略，在碱性流动相电解池实现了电流密度为192 mA cm^-2和64 %的稳定CH₄法拉第效率，CO₂转化为CH₄的产率达到0.25 μmol cm^-2 s^-1。这项研究为发展高催化活性的电催化剂提供机会。

(2)

通过实验和理论计算发现，EDTMPA分子在CO₂电化学还原反应过程中选择吸附在Cu(110)晶面，因此重构过程中产生具有较高*CO吸附强度的Cu(110)晶面，而且吸附过程形成一种有利于质子从水分子中转移到Cu(110)晶面的局部环境。由于电催化反应生成CH₄的决速步骤是*CO+*H→*CHO，EDTMPA吸附剂实现了增强的*CO吸附、更好的提供质子H、稳定*CHO，因此得到优异的CO₂电化学还原CH₄性能。

参考文献

Han, Z., Han, D., Chen, Z. et al. Steering surface reconstruction of copper with electrolyte additives for CO₂ electroreduction. Nat Commun 13, 3158 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-30819-1

https://www.nature.com/articles/s41467-022-30819-1