以可再生能源为电能，利用电化学方法将CO2还原制备高附加值的燃料或化学品，可有效缓解化石能源紧缺及大气环境恶化等问题。目前，CO2电化学还原制C1产物已实现大电流密度以及高法拉第效率，但CO2深度还原制C2+产物的选择性仍然有待提高。
（图片来源: Nature, 2020, 577: 509）
近期，加拿大多伦多大学EdwardH. Sargent教授、美国加州理工学院Theodor Agapie教授和Jonas C.Peters教授团队提出分子调控策略：N-芳基吡啶有机分子（图1）通过电沉积方法负载到催化剂表面，通过原位谱学表征和模拟计算发现：电沉积到催化剂表面的分子可稳定*CO中间体，促进二聚反应，提高CO2电化学还原制乙烯的选择性，该研究成果发表在Nature(2020, 577: 509)。其中利用N-N’（1,4-亚苯基）双吡啶盐（Cu-12）将表面修饰后的Cu催化剂，在流动电解池中乙烯的法拉第效率可达72%，电流密度高达230 mA/cm2（图2）。最后，作者认为在均相催化剂表面通过添加有机分子，稳定反应中间体的策略，有望为电化学还原CO2多相催化剂的开发提供借鉴。
图2. -0.47到-0.84 V电势下，流动电解池中Cu和Cu-12生成CO和乙烯的法拉第效率（图片来源: Nature, 2020, 577: 509）
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1782-2
原文作者：
Feng-WangLi, Arnaud Thevenon, Alonso Rosas-Hernández, Zi-Yun Wang, Yi-Lin Li, ChristineM. Gabardo, Adnan Ozden, Cao Thang Dinh, Jun Li, Yu-Hang Wang, Jonathan P.Edwards, Yi Xu, Christopher McCallum, Li-Zhi Tao, Zhi-Qin Liang, Ming-ChuanLuo, Xue Wang, Hui-Hui Li, Colin P.O’Brien, Chih-Shan Tan, Dae-Hyun Nam, Rafael Quintero-Bermudez, Tao-Tao Zhuang, Yu-Guang C. Li, Zhi-Ji Han, R. David Britt, David Sinton, Theodor Agapie*, Jonas C. Peters* and Edward H. Sargent*
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