电化学还原CO₂制备燃料和化学品是一种具有前景的解决碳循环方法。但是目前制备高选择性单一产物的电催化剂仍难以得到。

有鉴于此，加州大学洛杉矶分校黄昱（Yu Huang）、普林斯顿大学Emily A. Carter等报道发展了一种(111)晶面Cu箔电催化剂，这种电催化剂有丰富的孪晶结构，在电催化还原CO₂的反应中，当电势为-1.2±0.02 V，实现了优异的CH₄法拉第效率（86.1±5.3 %）。

主要内容

（1）

理论计算研究发现，Cu孪晶结构显著降低了CO加氢反应决速步骤的能垒，并且能够阻碍竞争性C-C偶联反应，因此实现了优异的CH₄选择性。

（2）

孪晶结构通常比高角度晶界的能量低一个数量级，因此这种孪晶结构催化剂具有很好的稳定性，有助于研究结构敏感的CO₂电化学还原反应的机理。

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Jin Cai, Qing Zhao, Wei-You Hsu, Chungseok Choi, Yang Liu, John Mark P. Martirez, Chih Chen, Jin Huang, Emily A. Carter*, and Yu Huang*, Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ into Methane on Nanotwinned Cu, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c00847

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c00847