新型高效銅催化劑助力二氧化碳“變廢為寶”

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組合成一系列暴露不同銅(100)和銅(111)晶面比例的銅催化劑，發(fā)現(xiàn)銅(100)/銅(111)的界面位點(diǎn)相比于單一的晶面展現(xiàn)了顯著增強(qiáng)的催化碳-碳電化學(xué)耦聯(lián)性能，對于利用二氧化碳制備多碳燃料具有重要意義。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》。

電催化二氧化碳還原制備高附加值化學(xué)品，是二氧化碳資源化利用的有效手段。近年來，科學(xué)界通過電催化二氧化碳制備能量密度高、應(yīng)用前景廣闊的多碳燃料取得很大進(jìn)展，但其選擇性和轉(zhuǎn)化效率仍不盡人意。這主要由于二氧化碳轉(zhuǎn)化為多碳燃料需經(jīng)歷動(dòng)力學(xué)緩慢的碳-碳耦聯(lián)過程。因此，設(shè)計(jì)并創(chuàng)制能高效促進(jìn)碳-碳電化學(xué)耦聯(lián)的催化劑至關(guān)重要。

該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了銅原子排列變化形成的特定界面結(jié)構(gòu)能更高效地催化碳-碳耦聯(lián)，降低多碳產(chǎn)物形成過程中的關(guān)鍵步驟能壘，這一成果對于二氧化碳制備多碳燃料的電化學(xué)升級利用具有重要意義。