通过可再生电能将低浓度工业废气中的CO₂直接转化为高附加值产物实现了一种符合可持续发展的CO₂利用路线，能够减少CO₂分离和纯化的成本以及能源消耗。但是电催化转化低浓度CO₂制备高附加值化学品通常面临CO₂转化速率缓慢以及含碳中间体表面吸附强度较弱的问题。

有鉴于此，南京大学朱文磊教授等报道制备了精确调控的Cu(111)/Cu₂O(111)界面浓度的Cu催化剂，从而优化反应决速步骤，降低中间体吸附的热力学能垒。

本文要点：

（1）

通过这种界面工程，稀释CO₂（5 %）气体的电催化反应实现了51.9±2.8 %的法拉第效率和34.5±6.4 mA cm^-2的C₂₊产物部分电流密度，性能超过了达到了目前最好的低浓度CO₂电催化转化。

（2）

与以往提出的CO₂活化步骤是控制反应速率的认识不同，作者发现在稀释CO₂的电催化反应中，反应决速步骤变成在Cu⁰/Cu⁺界面位点的生成*COOH（*CO₂+H₂O→*COOH+OH^-(aq)），因此实现了稀释浓度CO₂电催化转化更好的C₂₊产物选择性。

参考文献

Xie, L., Cai, Y., Jiang, Y. et al. Direct low concentration CO₂ electroreduction to multicarbon products via rate-determining step tuning. Nat Commun 15, 10386 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-54590-7

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54590-7