富N-H分子修饰Cu催化剂

C₂法拉第效率85.7%

通过促进水活化实现高效不对称C–C偶联，显著提升CO₂还原制乙烯和乙醇的选择性。

Zi-Yu, Du · Li, Si · Liang, Ge · 谢怡 · Yao-Lin, A. · 张翼 · Zhang, Hua · Shisheng, Zheng · 郑青 · 陈洲 · Ip, Weng Fai · 刘进轩 · 李剑锋

Journal of the American Chemical Society 2024

具体参数

C₂产物法拉第效率

{'zh': '85.7', 'en': '85.7'} %

电流密度

{'zh': '800', 'en': '800'} mA cm⁻²

C₂法拉第效率提升（与未修饰催化剂相比）

{'zh': '30', 'en': '30'} %

技术优势

C₂选择性大幅提升

富N-H分子促进水分子解离，产生氢物种加速*CO转化为*CHO，实现不对称*CHO-*CO偶联，C₂法拉第效率比未修饰催化剂提高约30%。

高电流密度下性能优异

在800 mA cm⁻²电流密度下，C₂产物法拉第效率仍达85.7%，并保持优异的稳定性，接近工业应用条件。

产物选择性可切换

通过调节Cu晶面调控*CHO/*CO相对覆盖度，可在C₂产物和CH₄之间完全切换选择性，实现同一催化剂体系下的产物调控。

应用场景

• CO₂电还原催化剂：替代传统Cu基催化剂，提升C₂产物选择性和工业级电流密度下的稳定性。
• 乙烯电合成：以高法拉第效率直接电合成乙烯，减少对石油裂解路线的依赖。
• CO₂资源化利用：将CO₂高效转化为高价值多碳化学品，实现碳资源循环利用。
• 绿氢耦合制化学品：利用可再生电力驱动水分子提供质子，耦合CO₂还原制化学品，过程绿色低碳。