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通過CORR電化學合成多碳（C₂₊）有機醇，特別是乙醇和丙醇，能夠為間歇可再生能源存儲和低碳經濟提供幫助，但是如何在工業電流密度實現有機醇的高選擇性受制于生成乙烯和氫氣等副反應（競爭性吸附*CO和*H）的影響。

有鑒于此，新加坡國立大學羅健平(LOH Kian Ping)教授、天津大學楊全紅教授、張兵教授等報道開發了一種Cu/Zn合金催化劑能夠提高捕獲CO分子的能力并且在Cu位點上富集活性氫，因此改善反應選擇性和催化活性。

本文要點：

（1）

這項研究結果表明Cu/5Zn合金（Cu/Zn的比例為95:5）在安培量級電催化還原CO的反應中實現50 %的C₂₊醇選擇性。反應機理研究結果表明，Cu/Zn合金促進Cu位點基化，增強CO分子吸附，而且促進氫原子從Zn向Cu位點溢流，促進生成醇的選擇性。

 （2）

當電流密度為1.1 A cm^-2，生成C₂₊醇的選擇性達到50.7 %，當電流密度在0.3~1.1 A cm^-2，C₂₊醇的選擇性仍達到40 %。在1.1 A cm^-2電流密度，單次碳效率(SPCE)達到74 %，對應于每噸乙醇能夠獲益163$美元。通過CO電化學剝離實驗和表面CO覆蓋實驗表征，驗證催化劑表面增強CO覆蓋度促進生成C₂₊醇選擇性。通過原位拉曼光譜表征和ESR測試，直接驗證氫溢流效應。這些研究結果展示安培量級的CORR電催化反應中，實現了活性和選擇性的同時提高。進一步通過理論計算驗證反應機理。

參考文獻

Zhitan Wu, Nannan Meng, Rong Yang, Maoxin Chen, Jinhui Pan, Sijia Chi, Chao Wu, Shibo Xi, Yuan Liu, Yingqing Ou, Wenya Wu, Shuhe Han, Bin Zhang, Quan-Hong Yang, Kian Ping Loh, Boosting C₂₊ Alcohols Selectivity and Activity in High-Current CO Electroreduction using Synergistic Cu/Zn Co-Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202420283

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202420283