【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202404012
铜基电催化剂在CO2还原反应(CO2RR)中产高附加值产物的潜力巨大,是实现碳负排放的一种很有前景的途径。同时,安培级电流是实现多碳(C2+)产业化的关键。然而,由于复杂的电子传递过程和不可避免的副反应,工业电流密度下的C2+选择性仍然不令人满意。在此,我们开发了一种碳修饰策略来优化局部环境并调节中间产物在Cu活性位点的吸附。结果表明,Cu-Cx催化剂(x为催化剂中C的原子百分数)能有效催化CO2RR生成C2+产物。特别是在流动池中,Cu-C6%在-0.72 V vs. RHE(相对可逆氢电极)条件下,电流密度可达1.25 A∙cm-2, C2H4和C2+产物的法拉第效率(FE)分别可达54.4%和80.2%。原位光谱分析和密度泛函理论(DFT)计算表明,C的存在调节了*CO在Cu表面的吸附,降低了C—C耦合的能垒,从而促进了C2+产物的生成。