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調節活性中心局部微環境中的電子傳遞速率和離子濃度可以克服CO2電還原動力學慢和熱力學不利的缺點。然而，動力學和熱力學的同時優化受到合成限制和對機理理解不足的阻礙。

在這里，香港城市大學Ruquan Ye，香港中文大學唐本忠院士，萊斯大學Boris I. Yakobson，華東理工大學Minghui Zhu，新加坡A*STAR的Shibo Xi利用激光輔助制造來合成尖端角度可控的Cu_xO雙金字塔和豐富的納米顆粒，并闡明了電子傳輸/離子濃度與電催化性能之間的關系的機理。

文章要點

1）K/OH^?吸附實驗和有限元模擬證實了尖端強電場的貢獻。原位傅里葉變換紅外光譜和差示電化學質譜揭示了臨界CO/OCCOH中間體和產物的動態演化，并輔之以理論計算，闡明了Cu⁺/Cu²⁺界面上增強耦合的熱力學貢獻。

2）通過調節電子輸運和離子濃度，在~900 mA cm^?2時獲得了高達81%的法拉第效率。硝酸鹽還原反應也有類似的提高，每毫克催化劑可獲得81.83 mg h^-1氨產率。結合CO₂RR和NITRR系統證明了對煙道氣體和硝酸鹽廢物進行評估的潛力，這為碳-氮循環提出了一種實用的方法。

參考文獻

Guo, W., Zhang, S., Zhang, J. et al. Accelerating multielectron reduction at CuxO nanograins interfaces with controlled local electric field. Nat Commun 14, 7383 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43303-1