Cubo de nanocobre Cu2O modificado hidrofóbicamente para la electrorreducción selectiva de CO2 a productos C2+

Resumen La conversión electroquímica de CO2 en combustibles y productos químicos carbonosos se presenta como una estrategia sostenible prometedora hacia materias primas químicas ricas en energía. Sin embargo, la reacción de reducción de CO2 (CO2 RR) en entornos acuosos es altamente complicada, ya que los protones pueden ser reducidos directamente a H2. Aquí, proponemos una estrategia de "coordinación de ácido oleico (OA) de doble función" que estabiliza simultáneamente la interfaz Cu+/Cu0 a través de enlaces covalentes de quelación OCu y ajusta las interfaces gas-líquido-sólido hidrofóbicas. Los ligandos OA forman una configuración bidentada, anclando sitios de Cu+ mientras exponen cadenas de alquilo hidrofóbicas para enriquecer la concentración local de CO2. Como resultado, el cubo de nanocobre OA-Cu2O exhibe una impresionante eficiencia Faradaica (FE) de 74.7% a -0.92 V vs. RHE bajo una densidad de corriente de 400 mA cm−2, junto con una operación estable durante 40 h a 189.8 mA cm−2 en un ensamblaje de membrana electrodo (MEA). Notablemente, la reacción de evolución de hidrógeno (HER) competidora se suprime eficazmente a una baja FE de 8.1%. La espectroscopia Raman operando y la espectroscopia de absorción infrarroja mejorada por reflexión total atenuada (ATR-SEIRAS) revelan el aumento de la cobertura de *CO, bloqueando los sitios para la adsorción competidora de *H. El estudio teórico demuestra además que las regiones deficitarías de electrones inducidas por OA refuerzan la adsorción de *CO mientras repelen H2O, promoviendo sinérgicamente el acoplamiento CC e inhibiendo el acceso de protones.