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A redução eletroquímica de CO2 a eteno e etanol valiosos oferece uma estratégia promissora para reduzir as emissões de CO2 enquanto armazena eletricidade renovável. Os catalisadores à base de Cu mostraram potencial para a conversão de CO2 em eteno/etanol, mas ainda sofrem de baixa atividade e seletividade. Neste trabalho, os efeitos das estruturas de superfície e interface em catalisadores à base de Cu para a produção de eteno/etanol a partir de CO2 são discutidos sistematicamente. Ambas as reações envolvem três etapas cruciais: formação do intermediário CO, acoplamento CC e hidrodesoxigenação de intermediários C2. Para o eteno, a etapa chave é o acoplamento CC, que pode ser melhorado pela personalização das estruturas de superfície do catalisador, como locais de degrau nas facetas, espécies Cu0/Cuδ+ e nanoporos, assim como as interfaces otimizada entre molécula-catalisador e eletrólito-catalisador que promovem ainda mais a maior produção de eteno. Enquanto a hidrodesoxigenação controlável do intermediário C2 é importante para o etanol, que pode ser alcançada ajustando a estabilidade dos intermediários oxigenados por meio da configuração atômica especial induzida por aglomerados metálicos e sinergia bimetálica que induz os duplos sítios ativos na superfície do catalisador. Além disso, restringir a cobertura de CO pela interface complexa do catalisador e estabilizar a ligação CO pela interface de carbono/Cu dopada com N também pode aumentar a seletividade para o etanol. As relações estrutura-desempenho fornecerão orientação para o design de catalisadores à base de Cu para a redução altamente eficiente de CO2.
Zhang et al. (Mon,) estudaram esta questão.