铜(Cu)催化的电化学CO2还原反应是合成多碳(C2+)产物的一种途径。然而,热力学上有利的Cu表面(即Cu(111))在能量上更倾向于生成单碳产物,导致C2+产物的能量效率和产率较低。Cu(100)晶面则对C-C偶联活性更高,但以往的Cu(100)催化剂制备方法依赖于胶体合成,使用封端剂调节晶面能量,这些方法存在有机添加剂影响催化性能和催化剂在电解过程中重构的问题。因此,上海交大李俊与天津大学梁红艳、多伦多大学David Sinton合作,提出了一种原位铜面重构策略,通过引入磷酸配体,实现了在电化学还原过程中优先暴露铜(100)晶面,从而显著提高了C2+产品的电流密度和法拉第效率,并实现了良好的稳定性。
相关工作已经以In situ copper faceting enables efficient CO2/CO electrolysis为题在Nature Communications期刊上发表。