CO₂大电流电解制多碳（C₂₊）产品是实现CO₂转化工业应用的关键。然而，*CO 中间体在催化剂表面的结合强度较差，导致存在多种竞争途径，阻碍了 C₂₊的产生。

在此，中科院化学所韩布兴院士，Qinggong Zhu报道了由 Ga 掺杂的 Cu (CuGa) 诱导的 p−d 轨道杂化可以在安培级电流密度下促进高效的 CO₂ 电催化生成 C₂₊产物。

文章要点

1）结果发现，CuGa 在 0.9 A/cm² 的电流密度下表现出最高的 C₂₊生产率，其法拉第效率 (FE) 高达 81.5%，并且在如此高的电流密度下相对于可逆氢电极的电势为 -1.07 V。在 1.1 A/cm² 时，催化剂仍保持较高的 C₂₊生产率，FE 为 76.9%。

2）实验和理论研究表明，CuGa 的优异性能源于 Cu 和 Ga 的 p−d 杂化，这不仅丰富了反应位点，而且增强了 *CO 中间体的结合强度，促进了 C−C 偶联。 p−d 杂化策略可以扩展到其他 p 嵌段金属掺杂 Cu 催化剂，例如 CuAl 和 CuGe，以促进 CO₂ 电还原以生产 C₂₊。

据我们所知，这是第一项使用 p嵌段金属掺杂 Cu 催化剂通过 p−d 轨道杂化相互作用促进电化学 CO₂ 还原反应生成 C₂₊ 产物的工作。

参考文献

Pengsong Li, et al, p−d Orbital Hybridization Induced by p‑Block Metal-Doped Cu Promotes the Formation of C₂₊ Products in Ampere-Level CO₂ Electroreduction, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12743

https://doi.org/10.1021/jacs.2c12743