基于铜氧化物的催化剂有望用于CO₂电还原（CO₂RR）成CH₄，但遭受不可避免的还原（成金属铜）和不可控制的结构崩溃。

中国科学院青能所Heqing Jiang和Jiawei Zhu等报道了基于铜的岩盐有序双钙钛矿氧化物，具有超交换稳定的长距离铜位点，用于有效和稳定的CO₂到CH₄的转化。

本文要点：

（1）

对于Sr₂CuWO₆的概念验证催化剂，其角连接的CuO₆和WO₆八面体基序在所有三个晶体学维度上交替，产生足够长的Cu-Cu距离（至少5.4 Å）并引入显著的超交换相互作用，主要表现为O-阴离子介导的电子转移（从Cu到W位点）。在CO₂RR中，相对于CuO/WO₃的物理混合物对应物，Sr₂CuWO₆在CH₄的活性和选择性方面表现出显著的改善（高达14.1倍），同时稳定性也大大提高。此外，Sr₂CuWO₆是最有效的CO₂甲烷化铜基钙钛矿催化剂，在400mA cm^-2下CH₄的选择性高达73.1%。

（2）

作者的实验和理论计算强调了促进*CO氢化的长Cu-Cu距离和稳定Cu位点的超交换相互作用是优异性能的原因。

参考文献:

Zhu, J., Zhang, Y., Chen, Z. et al. Superexchange-stabilized long-distance Cu sites in rock-salt-ordered double perovskite oxides for CO2 electromethanation. Nat Commun 15, 1565 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-45747-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45747-5