电化学CO₂还原反应(CO₂RR)生产高附加值碳氢化合物和含氧化合物是实现碳中和社会的一种可持续和令人信服的方法。然而，电化学CO₂RR过程中活性位点的不可控迁移限制了其同时获得高C₂选择性和超耐用性的催化能力。

近日，中科大熊宇杰教授，Ran Long报道了一种简单而有效的合成策略，通过界面CuAlO₂物种在合成的Cu−CuAlO₂−Al₂O₃催化剂上稳定高活性位点。

文章要点

1）研究发现，CuAlO₂的锚定效应，抑制了电化学CO₂RR过程中活性位点的不可控迁移。

2）结果表明，该催化剂用于学CO₂RR具有85.6%的C₂高法拉第效率(FE) (C₂H₄ > 70%)和电化学CO₂RR的长期稳定性(>300 h)，优于大多数已报道的铜基材料。

3）更重要的是，Cu−CuAlO₂−Al₂O₃的实验结果和从头算密度泛函理论(DFT)分子动力学模拟结果表明，该高活性位点对电化学CO₂RR是超耐用的，突出了所构建的界面CuAlO₂物种的意义。

这种简单高效的原位合成方法使该材料成为高选择性和超耐用的大规模电化学CO₂RR催化剂的候选材料。

参考文献

Xinyu Wang, et al, Identifying an Interfacial Stabilizer for Regeneration-Free 300 h Electrochemical CO₂ Reduction to C₂ Products, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c11109

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11109