酸性电解液进行CO₂电化学还原能够得到优异的单程CO₂转化率，但是通常HER反应具有比CO₂电化学还原更加快速的反应动力学，导致降低CO₂电化学还原的多碳产物选择性。人们在前期工作发现，Cu催化剂的表面氢氧化物能够促进中性/碱性CO₂电化学还原多碳产物的选择性。

有鉴于此，清华大学戈钧（Jun Ge）、多伦多大学Edward H. Sargent等报道使用电化学沉积Cu作为催化剂在酸性电解液进行电催化，能够阻碍酸性HER反应，促进酸性CO₂电化学还原选择性。

主要内容

（1）

通过原位Raman光谱表征，发现催化剂表面高浓度CO和OH促进C-C偶联反应，并且通过增加CO保留时间的方式得以验证。通过在CO₂电化学还原反应过程中原位电化学沉积生成Cu催化剂，优化的电化学沉积Cu催化剂在电化学还原反应中实现了60 %法拉第效率，多碳产物选择性达到90 %，能够稳定进行10 h电催化还原反应。

（2）

通过将其用于薄层流动相电催化，能够以20 %的能效制备乙烯，多碳产物选择性达到30 %。当加入聚氨基酸，电催化反应的C₂H₄法拉第效率实现了60 %。

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Yufei Cao, Zhu Chen, Peihao Li, Adnan Ozden, Pengfei Ou, Weiyan Ni, Jehad Abed, Erfan Shirzadi, Jinqiang Zhang, David Sinton, Jun Ge & Edward H. Sargent, Surface hydroxide promotes CO₂ electrolysis to ethylene in acidic conditions. Nat Commun 14, 2387 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-37898-8

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37898-8