大电流CO₂电催化制备多碳（C₂₊）产物是CO₂转化实现工业化的关键，但是通常*CO中间体物种在催化剂表面的结合强度非常弱，导致反应存在多种相互竞争的反应路径，并且阻碍生成C₂₊。

有鉴于此，中科院化学所韩布兴（Buxing Han）、朱庆宫（Qinggong Zhu）等报道Ga掺杂Cu电催化剂，通过p-d轨道杂化的方式促进CO₂电化学转化为C₂₊，在安培级电流密度高效的进行CO₂转化C₂₊。

本文要点

（1）

CuGa催化剂在电流密度0.9 A/cm²的C₂₊法拉第效率达到81.5 %，过电势为-1.07 V。在电流密度为1.1 A/cm²的法拉第效率仍高达76.9 %。实验和理论计算结果说明，CuGa的优异电催化活性来自Cu和Ga之间的p-d轨道杂化，不仅构筑丰富的反应位点，而且增强*CO中间体的结合强度，促进C-C偶联反应。

（2）

这种p-d轨道杂化策略能够拓展至其他p区金属掺杂Cu催化剂，比如CuAl和CuGe，同样显著增强CO₂电化学还原为C₂₊。这项工作首次通过p区金属掺杂以p-d轨道杂化的方式提升电催化CO­­₂还原制备C₂₊的性能。

参考文献

Pengsong Li, Jiahui Bi, Jiyuan Liu, Yong Wang, Xinchen Kang, Xiaofu Sun, Jianling Zhang, Zhimin Liu, Qinggong Zhu*, and Buxing Han*, 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://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12743