Cu作为CO₂RR电催化剂非常独特的性质是能够生成C₂₊产物，但是Cu的CO₂RR催化活性比商业需求低3个数量级。

人们发现一种能够提高Cu催化剂寿命的方法是阳极-阴极脉冲的周期性氧化处理技术。这种阴极-阳极脉冲技术能够改善100倍，但是这种脉冲技术智能延缓性能衰减，无法消除性能衰减。

有鉴于此，代尔夫特理工大学Thomas Burdyny等研究Cu的化学氧化过程和电化学氧化过程，从而发现了能够稳定CO₂RR的机理。

本文要点

(1)

首先在开路电压条件检测催化剂的氧化态，发现Cu的氧化态受到开路电压的影响，而且Cu的氧化态受到ORR反应速率的限制。增加O₂的流量能够增加ORR反应速率，并且延长催化剂的寿命，降低3倍催化“关闭”时间。

(2)

作者在实验中得到Cu氧化最低的过电势（-0.28 V Ag/AgCl, 1 M KHCO₃），稳定性测试结果显示这种方法能够将稳定制备乙烯的时间增加20倍，研究发现Cu的空间移动速率变得非常慢。

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Jesse Kok, Jim de Ruiter, Ward van der Stam, and Thomas Burdyny*, Interrogation of Oxidative Pulsed Methods for the Stabilization of Copper Electrodes for CO₂ Electrolysis, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06284

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06284