电催化二氧化碳还原用铜基催化剂设计策略

随着全球经济增长，对能源需求不断攀升，进而推动了能源的开发与利用，不可避免导致CO₂排放量的持续上升。为有效应对这一环境挑战，电催化CO₂还原(CO₂RR)技术应运而生，并迅速成为研究热点。该技术不仅可将CO₂转换为燃料和化学品，而且有助于实现可再生能源储存。在众多催化剂中，铜基催化剂因其能高效将CO₂直接转化为高价值多碳化学品(如乙烯和乙醇)而受到关注。近年来，铜基CO₂RR催化剂优化设计进展显著，主要集中在提高催化活性、选择性和稳定性上。重点综述了近年来电催化CO₂RR用铜基催化剂的优化设计策略研究进展。从调控催化活性和选择性以及稳定性2方面，分别讨论了晶面工程、合金化处理、铜氧化态调节、催化剂表面功能化和缺陷工程等代表性调控策略的研究进展，探讨了电催化剂的核心参数(组成、微观结构、形貌、尺寸等)对催化剂性能的协同效应。最后对未来电催化CO₂RR技术的发展前景进行展望，并分析当前面临的挑战。