Adv. Sci.：CuO纳米片中衍生的Cu+/Cu0界面助力CO2电还原成乙烯
Adv. Sci.：CuO纳米片中衍生的Cu+/Cu0界面助力CO2电还原成乙烯
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通过与清洁电能耦合，电化学CO 2 还原反应（eCO 2 RR）可用于生产增值碳氢燃料和化学品。然而，由于缺乏高效的催化剂，将高活性、选择性和节能的CO 2 转化为多碳烃（如C 2 H 4 ）仍然具有挑战性。
基于此， 美国辛辛那提大学Jingjie Wu、合肥工业大学 吴玉程教授和王衍讲师、美国亚利桑那州立大学Shize Yang（共同通讯作者）等人 报道了一种用于合成CuO纳米片的超声辅助电沉积策略，用于将低过电位的CO 2 电还原为乙烯（C 2 H 4 ）。
通过原位还原CuO纳米片，并随后在eCO 2 RR期间重构形成高密度晶界（grain boundaries, GBs）。作者开发了一种超声波辅助电沉积方法，用于简便地合成CuO纳米片。与传统工艺中在基板上的电沉积相比，超声辅助电沉积通过超声处理从基板上剥离Cu纳米片，然后在碱性溶液中自发氧化Cu，从而获得独立的CuO纳米片。
实验测试发现，所制备的CuO纳米片表现出-0.52 V的最低电位，以在eCO2RR中实现173 mA cm -2 的工业级C 2 H 4 局部电流密度（ j C2H4 ）。在如此低的电位下，C 2 H 4 （FE C2H4 ）的高FE（62.5%）有助于实现41%的最大半电池阴极能效（CEE）。GBs区域中的低配位Cu原子将电化学氧化还原电位转移到更负的值，从而稳定Cu + 物种并在GB宽度上产生Cu + /Cu 0 界面。
原位拉曼光谱和密度泛函理论（DFT）计算的综合结果表明，具有Cu + /Cu 0 界面的重构GBs作为主要活性位点，诱导C-C耦合沿*CO二聚过程中以低过电位产生C 2 H 4 。
Grain Boundary-Derived Cu + /Cu 0 Interfaces in CuO Nanosheets for Low Overpotential Carbon Dioxide Electroreduction to Ethylene. Adv. Sci., 2022 , DOI: 10.1002/advs.202200454.
https://doi.org/10.1002/advs.202200454.
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