用于电催化CO2还原的铜基催化剂动态演化过程中的活性位点识别和工程设计

这篇综述文章由董凡教授和邓邦伟副研究员(电子科技大学长三角研究所(湖州))牵头。这将激发对催化剂动态演化过程中固有活性位点的更多调查和研究，从而促进催化剂体系的优化，进一步提高CO 2 RR的性能。

迄今为止，铜基催化剂是最突出的催化剂之一，可以将 CO 2电化学还原为高价值燃料或化学品，例如乙烯、乙醇、乙酸。然而，Cu 基催化剂的化学活性特征阻碍了对 CO 2 RR初始和运行过程中固有催化活性位点的理解。因此，在催化剂动态演化过程中识别和设计活性位点对于进一步提高用于高性能 CO 2 RR 的铜基催化剂的活性、选择性和耐久性至关重要。

在这方面，详细介绍了催化剂动态演变的四个触发器。随后，讨论了催化剂动态重构过程中的三种典型活性位点理论。此外，根据Cu基CO 2 RR催化剂的最新报道，总结了催化剂设计策略，包括电子结构的调整、外电势的控制和局​​部催化环境的调节。

“催化剂的动态重构现已被研究界广泛接受，尤其是对于铜基催化剂。尽管高性能CO 2 RR的研究取得了很大进展，但CO 2 RR在铜基催化剂上的工业应用活性、选择性和耐久性仍不尽如人意，尤其是在C 2的生产中+产品。这些动态特性背后的内在活性位点的详细机制对于先进的催化剂设计非常重要，但仍然不明确，未来的研究需要进行更多的研究，”董说。

这里还给出了一些观点来指导未来的研究：1)应该仔细研究铜基催化剂动态演变的触发因素，因为在 CO 2 RR 过程中存在几个因素(中间体、电解质、应用电位);2)催化剂设计时应考虑更多因素，如电解池类型、质量/电子转移、局部电场、pH变化、溶液电阻、反应界面的亲水/疏水特性、支撑效应等;3)高通量测试和机器学习是在更复杂的条件下进一步建立结构-性质关系的有效技术。