江西师大袁彩雷/中科院半导体所王开友AM：原子级Cu–Cu间距调控实现高选择性CO\u2082电还原制乙烯

本文背景为应对全球气候变化和实现“双碳”目标，电催化CO₂还原反应（CO₂RR）是转化CO₂为高附加值化学品的重要途径，其中多碳产物（如乙烯）的生成依赖高效的C–C偶联，但该过程对催化剂结构高度敏感。研究目的是通过设计一种无定形碳锚定的二维铜单原子层催化剂（Cu SALCs），并原子级精准调控其Cu–Cu间距，以探究其对CO₂RR生成乙烯选择性和效率的影响。研究结论表明，当Cu–Cu间距被调控至2.35 Å时，催化剂在-0.8 V（vs. RHE）下实现了78.6%的乙烯法拉第效率和-264.9 mA cm⁻²的C₂⁺部分电流密度，并具备超过120小时的稳定性。该间距优化了活性位点的几何与电子结构，显著降低了C–C偶联能垒，为高效、选择性CO₂电还原催化剂的理性设计提供了新的原子尺度见解和结构范式。