调节活性中心局部微环境中的电子传递速率和离子浓度可以克服CO2电还原动力学慢和热力学不利的缺点。然而，动力学和热力学的同时优化受到合成限制和对机理理解不足的阻碍。

在这里，香港城市大学Ruquan Ye，香港中文大学唐本忠院士，莱斯大学Boris I. Yakobson，华东理工大学Minghui Zhu，新加坡A*STAR的Shibo Xi利用激光辅助制造来合成尖端角度可控的Cu_xO双金字塔和丰富的纳米颗粒，并阐明了电子传输/离子浓度与电催化性能之间的关系的机理。

文章要点

1）K/OH⁻吸附实验和有限元模拟证实了尖端强电场的贡献。原位傅里叶变换红外光谱和差示电化学质谱揭示了临界CO/OCCOH中间体和产物的动态演化，并辅之以理论计算，阐明了Cu⁺/Cu²⁺界面上增强耦合的热力学贡献。

2）通过调节电子输运和离子浓度，在~900 mA cm⁻²时获得了高达81%的法拉第效率。硝酸盐还原反应也有类似的提高，每毫克催化剂可获得81.83 mg h^-1氨产率。结合CO₂RR和NITRR系统证明了对烟道气体和硝酸盐废物进行评估的潜力，这为碳-氮循环提出了一种实用的方法。

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Guo, W., Zhang, S., Zhang, J. et al. Accelerating multielectron reduction at CuxO nanograins interfaces with controlled local electric field. Nat Commun 14, 7383 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43303-1