中国科大高敏锐教授团队PNAS: 电化学CO₂还原制乙烯反应决速步的晶面切换

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第一作者：张玉才，张晓隆，吴志征 通讯作者：高敏锐 通讯单位：中国科学技术大学 论文DOI：10.1073/pnas.2400546121 全文速览 利用可再生电能进行二氧化碳（CO 2 ）电化学转化制乙烯（C 2 H 4 ），在消除温室气体的同时，可实现高价值大宗化工产品乙烯的绿色合成，对于加快我国碳资源高值转化，实现“碳中和、碳达峰”双碳战略目标具有重要的影响。然而，由于存在法拉第效率不足、反应速率低下和机理复杂等问题，通过可再生电力还原CO 2 生产C 2 H 4 等多碳化学品仍然面临严峻挑战。本工作报道了在CO 2 电还原中，不同晶体结构的铜（Cu）表面上的速率决定步骤（RDS）不同，导致其具有不同的反应路径，进而表现出催化性能的差异。通过实验和理论计算相结合，本研究揭示了C-C键的形成是Cu（100）上的RDS，而 * CO与吸附水的质子化在具有更高能垒的Cu ………………………………