將溫室氣體CO₂電化學(xué)還原為增值燃料和化學(xué)品為解決能源危機(jī)和環(huán)境變化問題提供了一條有希望的途徑。然而，對C₂產(chǎn)物的選擇性和競爭性析氫反應(yīng)（HER）是CO₂還原反應(yīng)（CO₂RR）面臨的主要挑戰(zhàn)。

基于此，濟(jì)南大學(xué)王海青講師和山東第一醫(yī)科大學(xué)Dejin Zang（共同通訊作者）等人報道了一種界面增強(qiáng)策略，通過在銅泡沫表面上沉積薄層氮摻雜石墨烯（N-G）來選擇性地促進(jìn) CO2RR 中的乙醇途徑，即Cu-N-G。

與純Cu和Cu@石墨烯（Cu-G）無法檢測到的乙醇選擇性相比，Cu-N-G在-0.8 V vs. RHE時的總法拉第效率（FE）將乙醇選擇性提高到33.1%。實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論（DFT）結(jié)果證實(shí)，互連石墨烯涂層不僅可以作為快速電荷傳輸通道，而且還可以為傳質(zhì)提供有限的納米空間。

其中，N摻雜不僅可以觸發(fā)N-G中的N與CO₂分子之間的內(nèi)在相互作用，從而豐富反應(yīng)物的局部濃度，而且還可以促進(jìn)Cu的平均價態(tài)用于C-C耦合途徑。Cu-N-G界面的限制效應(yīng)不僅可以提供高吸附氫（H_ad）覆蓋率，還可以穩(wěn)定關(guān)鍵的?HCCHOH中間體朝向乙醇途徑。該工作所提供的界面增強(qiáng)策略有望激發(fā)Cu基CO₂RR電催化劑的設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)多碳產(chǎn)物。

Confined interface engineering of self-supported Cu@N-doped graphene for electrocatalytic CO₂ reduction with enhanced selectivity towards ethanol. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4698-3.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-4698-3.