将CO₂电化学还原为高附加值的多碳（C₂₊）产物受到了Cu上C-C耦合过程的低效率的限制。将金属氧化物与Cu表面偶联提供了打破结垢关系的新自由度，从而调节了Cu上的产物分布。

基于此，浙江大学吴浩斌研究员（通讯作者）等人报道了金属-氧化物能够稳定的吸附CO₂^∗/CO^∗，并降低了C-C耦合过程的Gibbs自由能，可以促进氧化物修饰的Cu电极上C₂₊产物的形成。

在文中，结合实验和理论研究，作者揭示了CO₂吸附增强的金属-氧化物耦合Cu表面可以通过Lewis酸碱相互作用促进CO₂分子的活化并提高CO₂RR的催化活性。此外，Cu-氧化物界面边界对C-C耦合表现出不同的CO^∗吸附强度和反应能垒，从而对C₂₊产物表现出不同的选择性。

在筛选的Cu/氧化物异质结体系中，Cu/ZrO₂对C₂₊产物表现出最佳的催化活性。通过在Cu箔上涂覆ZrO₂纳米颗粒，然后原位构建Cu表面以形成稳定的Cu-ZrO₂界面，以实现这种Cu/ZrO₂异质结电极。

原位表面增强拉曼光谱显示CO^∗在Cu/ZrO₂电极上的吸附和覆盖增强，这与理论预测一致。密度泛函理论（DFT）计算还表明，与裸Cu表面相比，Cu-ZrO₂界面边界处有利于C-C耦合过程，而主要竞争性反应如C₁途径（例如CH₄形成）被抑制。

Cu/ZrO₂电极对C₂₊产物（即乙烯、乙醇和正丙醇）的法拉第效率（FE）为85%，并且在H型电解槽中稳定运行超过66 h，超过了已报道的大多数Cu-类似条件下的催化剂/电极。该研究揭示了金属-氧化物异质结电催化剂的结构-性能关系，并加速了CO₂电还原为高价值产物。

Enhanced electroreduction of CO₂ to C₂₊ products on heterostructured Cu/oxide electrodes. Chem, 2022, DOI: 10.1016/j.chempr.2022.04.004.

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.04.004.