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CO₂RR選擇性電催化還原制備乙烯或者乙醇具有非常大的挑戰和困難。

有鑒于此，太原理工大學李晉平教授、趙強教授、懷柔實驗室山西研究院孫予罕等通過理性調控設計Cu缺陷位點，實現了選擇性生成C₂H₅OH和C₂H₄。

本文要點：

（1）

研究發現，不飽和配位的無定形結構和中度配位的晶體邊緣Cu缺陷位點具有不同的*OH親和性，對CH₂CHO*中間體物種的選擇性質子化起到決定性作用。

富含晶界的Cu催化劑（記作Cu-1）催化劑具有較弱的*OH和CH₂CHO*吸附能力，因此導致容易在CH₂CHO*的β-C發生質子化，因此選擇性生成C₂H₅OH。

但是，無定形Cu缺陷位點（記作Cu-3）具有強*OH吸附和強CH₂CHO*吸附，因此促進打破C-O化學鍵，生成C₂H₄。

在構筑的膜電解槽電極結構，Cu-1生成C₂H₅OH的法拉第效率達到29.0 %，Cu-3制備C₂H₄的法拉第效率達到25.6 %。此外，面積達到25 cm^-2的MEA電解槽使用Cu-3催化劑生成C₂H₄的法拉第效率達到63.4±1.5 %，且電流達到12.5 A。

（2）

這項研究結果表明催化劑的缺陷位點對于吸附*OH用于選擇性生成C₂H₄或C₂H₅OH的關鍵作用。

參考文獻

Dazhong Zhong, Qiang Fang, Runxin Du, Yaxin Jin, Chen Peng, Dongfang Cheng, Tan Li, Tao Zhao, Sheng Zhang, Yao Zheng, Qiang Zhao, Yuhan Sun, Jinping Li, Selective Electrochemical CO₂ Reduction to Ethylene or Ethanol via Tuning *OH Adsorption, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202501773

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501773