分子修饰铜基催化剂

乙醇专一性近三倍

通过在氧化亚铜表面包覆配位络合物稳定一价铜，该催化剂在高电流密度下将CO₂高选择性还原为乙醇，突破了以往乙醇选择性低的瓶颈。

Wang, Nan · 张园 · Min, Zhaojun · Chang, Bing · 王慧勇 · 李志勇 · Fan, Maohong · 张锁江 · Wang, Jianji

Journal of the American Chemical Society 2026

参数信息

乙醇法拉第效率

56.8 %

C₂₊法拉第效率

87.3 %

乙醇选择性

6.1 %

乙醇选择性

56.8 %

Cu⁺原子百分比

83.6 %

稳定性

110 h

技术优势

乙醇选择性提高近9倍

通过调节Cu⁺原子百分比从9.7%到83.6%，乙醇选择性从6.1%提升至56.8%。

高电流密度下仍然高效

在部分电流密度439.8 mA cm⁻²下实现乙醇法拉第效率56.8%，接近此前报道的纪录值。

稳定性达到110小时

该催化剂在连续电解110小时后仍保持活性。

降低关键反应能垒

原位光谱和DFT计算表明，催化剂降低了*COatop-*COH偶联的能垒，稳定关键中间体CH₃CHO*，加速水分子解离为活性氢。

应用场景

• CO₂电还原：高效将CO₂电还原为乙醇，替代低选择性铜催化剂。
• 产化学品电解：在高电流密度下产乙醇，可直接用于化学品电合成。
• 可再生能源碳循环：将CO₂转化为乙醇燃料，实现碳循环。