中国科学手艺大学高敏锐教授课题组合成一系列袒露差别铜(100)和铜(111)晶面比例的铜催化剂，发明铜(100)/铜(111)的界面位点相比于简单的晶面展现了显著增强地催化碳-碳电化学耦联性能，关于使用二氧化碳制备多碳燃料具有主要意义。相关效果日前揭晓于《美国化学会志》。

铜(100)/铜(111)展现碳-碳耦联催化优越性示意图。中国科大供图

电催化二氧化碳还原制备高附加值化学品，是二氧化碳资源化使用的有用手段。近年来，科学界通过电催化二氧化碳制备能量密度高、应用远景辽阔的多碳燃料取得很大希望，但其选择性和转化效率仍不尽人意。这主要由于二氧化碳转化为多碳燃料需履历动力学缓慢的碳-碳耦联历程。因此，设计并创造能高效增进碳-碳电化学耦联的催化剂至关主要。

研究职员使用电化学测试批注，与其他铜催化剂相比，这种新型铜催化剂在电流密度为每平方厘米100毫安至400毫安时，均能有利于催化二氧化碳到多碳产品的转化。多碳产品的选择性与铜(100)/铜(111)界面的长度泛起线性相关，证实该界面为催化碳-碳耦联的活性位点。原位拉曼和红外实验证实，在铜(100)/铜(111)界面处，能更好吸附中心体，展现更强的碳-碳耦联能力。理论盘算进一步批注，铜(100)/铜(111)界面处电子结构被优化，增进了碳-碳耦联动力学。 

该项研究发明了铜原子排列转变形成的特定界面结构能更高效地催化碳-碳耦联，降低多碳产品形成历程中的要害办法能垒，这一效果关于二氧化碳制备多碳燃料的电化学升级使用具有主要意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.1c09508