（文章來源：科技報告與資訊）
從可再生能源中獲得的電能可用于將二氧化碳(CO2)和水分子中的鍵重新排列成復雜的碳氫化合物，然后燃燒產生新的能量和CO2，最終實現碳循環。銅是一種催化材料，已被發現有希望實現這一過程并促進二氧化碳電誘導反應（CO2RR）。

當試圖了解控制CO2RRRR反應的參數時，有兩個關鍵因素是輪廓分明的表面結構和已知的材料組成。過去的理論和實驗研究表明，生成乙烯的C-C偶聯途徑在Cu(100)表面上受到青睞。最近，研究人員注意到Cuδ+和亞表面氧對生成C2-C3烴和醇的關鍵催化作用。然而，到目前為止，在CO2電誘導反應(CO2RR)發生所需的條件下穩定銅的作用被證明是非常具有挑戰性的。

柏林Max-Plank協會下屬的Fritz-Haber研究所的研究人員開展了一項研究，目的是穩定銅在1+氧化狀態下的Cu(I)，以更好地了解其在CO2RR反應中的作用。在最近發表在《Nature Energy》雜志上的一篇論文中，他們報告了通過調整Cu(I)催化劑的結構和氧化狀態，提高了利用銅生產乙醇的效率。

"到目前為止，Cu(I)在CO2還原條件下的穩定化被證明是非常困難的，"進行這項研究的研究人員之一Beatriz Roldan Cuenya說。"我們研究的主要目標是能夠生成Cu(I)，并將其瞬時穩定在一個定義良好的表面，然后研究它們對CO2還原產物選擇性的影響。"在他們的研究中，Roldan Cuenya和她的同事們利用一種稱為脈沖電解的技術對銅催化劑的結構和氧化狀態進行了調整。這項技術使他們能夠設計出一種脈沖電勢序列，從而在CO2RR反應過程中同時調整銅催化劑的表面結構和成分。

研究人員監測了催化劑的結構和表面化學狀態的變化。這最終導致了關于銅催化劑通過CO2RR反應生成碳氫化合物的機制的有趣新發現。

"我們的研究結果表明，（100）域、缺陷位點和表面Cu2O的組合是增強CO2RR反應途徑導致C2+產物的最佳配置，"Roldan Cuenya解釋道。"特別是，乙醇選擇性的提高可能與Cu(I)和Cu0的共存有關，而乙烯產率則由Cu(100)域的長度主導。"該研究小組最近進行的研究收集了一些有趣的新發現，為銅催化劑在促進CO2電化學轉化中的作用提供了一些啟示。未來，Roldan Cuenya和她的同事們所使用的技術可以用來調整具有約束性的表面結構和成分的電化學界面，使其能夠選擇性地生產C2產物。

"在我們接下來的研究中，想探索Cu(I)的連續再生對其他表面取向的影響，并最終將這種脈沖協議應用到其他納米顆粒系統中，目的是在真正的電解器中得到更多的實際應用，"Roldan Cuenya說。
（責任編輯：fqj）