使用可再生电力的电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）是实现碳中和目标的最有前途的策略之一。多碳（C2+）产品具有广泛的应用，乙醇是一种有价值的化学品和燃料。据报道，许多铜基催化剂对于电催化CO2RR生成C2+产物是有效的，但它们通常对乙醇的选择性和电流密度有限。
在此，华东师范大学Haihong Wu，中科院化学所韩布兴院士提出了一种二氧化硅介导的氢键有机骨架（HOF）模板方法，在薄壁氮掺杂碳纳米管（TWN）上制备超高密度铜单原子催化剂（SAC）。该方法制备的催化剂中Cu含量可达13.35 wt%。
文章要点
1）结果发现，该催化剂对乙醇的电化学CO2RR表现出优异的性能，乙醇的法拉第效率（FE）随着Cu−N3位点密度的增加而增加。
2）使用H型电池，在含有13.35 wt%Cu的催化剂上，乙醇的FE可以达到~81.9%，部分电流密度为35.6 mA cm−2，这是迄今为止电化学CO2RR制乙醇的最佳结果。
3）此外，催化剂可稳定使用25小时以上。实验和密度泛函理论（DFT）研究表明，相邻的Cu−N3活性位点（一个Cu原子与三个N配位）是反应的活性位点，并且它们的高密度对于乙醇的高FE至关重要，因为相邻的短距离的Cu−N3位点可以协同促进C−C耦合。
参考电竞投注官网
Wei Xia, et al, Adjacent Copper Single Atoms Promote C−C Coupling in Electrochemical CO2 Reduction for the Efficient Conversion of Ethanol, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c04612
https://doi.org/10.1021/jacs.3c04612
