电催化CO₂还原（CO₂R）与可再生电力相结合被认为是能源和化学工业可持续转型的一条有效途径。然而，多碳（C₂₊）产物的产率不能令人满意，从而阻碍了该技术的发展。近日，天津大学Chen Wei、新加坡国立大学Wang Lei报道了一种利用空间限制效应提高CO₂R中C₂₊产物形成产率的策略。

本文要点：

1) 有限元模拟结果表明，增加催化剂中壳层的数量将产生*CO的局部高浓度，并促进C₂₊产物的形成。受此启发，作者合成了具有所需中空多壳结构的Cu纳米颗粒。CO₂还原结果证实，随着壳层数量的增加，中空多壳层铜催化剂对C₂₊产物表现出优异的选择性。

2) 具有4.4壳层的Cu催化剂在900 mA cm⁻²的电流密度下对C₂₊实现了超过80%的高选择性。原位衰减全反射表面增强红外吸收光谱表明，与商业Cu相比，多壳Cu催化剂表现出增强的*CO覆盖率和与*CO更强的相互作用。该工作为提高CO₂R对增值化学品的选择性提供一种有效方法。

参考文献：

Yukun Xiao et.al Multi-Shell Copper Catalysts for Selective Electroreduction of CO₂ to Multicarbon Chemicals Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302556

https://doi.org/10.1002/aenm.202302556