电催化CO₂还原产生的可再生CH₄被视为一种可持续的多功能能源载体，与现有基础设施兼容。然而，传统的碱性和中性CO₂转化为CH₄系统会遭受CO₂转化为碳酸盐的损失，而回收损失的CO₂需要输入的能量超过产生的CH₄的热值。

在这里，多伦多大学David Sinton， Edward H. Sargent通过配位法在酸性条件下进行CH₄选择性电催化，通过将Cu与多齿供体位点结合来稳定游离Cu离子。

文章要点

1）研究发现乙二胺四乙酸中的六齿供体位点能够螯合Cu离子，调节Cu簇大小并形成Cu-N/O单位点，从而在酸性条件下实现高CH₄选择性。

2）实验结果显示，CH₄法拉第效率为71%（在100 mA cm⁻²时），总输入CO₂损失<3%，导致总体能量强度（254GJ/吨CH4），是现有电生产路线的一半。

参考文献

Dai, Y., Li, H., Wang, C. et al. Manipulating local coordination of copper single atom catalyst enables efficient CO2-to-CH4 conversion. Nat Commun 14, 3382 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-39048-6