电催化还原CO₂通常包括CO₂和H₂O两种反应物，但是通常在多个质子化步骤中起到作用的H₂O分子解离生成*H物种的反应被忽略。

有鉴于此，中国科学院化学所韩布兴、孙晓甫等报道构筑以掺氮碳作为基底，具有原子分散Cu和Cu纳米粒子两种催化活性位点的电催化还原CO₂催化剂。

主要内容

（1）

这种原子分散Cu和Cu纳米粒子构成的催化剂在过电势为-0.6 V能够以75.4 %的法拉第效率制备多碳产物，部分电流密度达到289.2 mA cm^-2。

（2）

通过实验和理论计算，说明Cu纳米粒子通过*CHO二聚反应促进C-C偶联反应，Cu原子改善H₂O解离生成*H。Cu原子生成的*H转移到Cu纳米粒子，调控Cu纳米粒子表面的*H覆盖率，改善*CO转化为*CHO。

这种“Cu单原子-Cu纳米粒子”双重催化活性位点显著增强催化反应性能。

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Jiaqi Feng, Libing Zhang, Shoujie Liu, Liang Xu, Xiaodong Ma, Xingxing Tan, Limin Wu, Qingli Qian, Tianbin Wu, Jianling Zhang, Xiaofu Sun & Buxing Han, Modulating adsorbed hydrogen drives electrochemical CO₂-to-C₂ products, Nat Commun 14, 4615 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-40412-9

https://www.nature.com/articles/s41467-023-40412-9