郑耿峰/李述周Small Methods：FE≈64%！高效CO2电还原制乙醇！

电化学CO₂还原为乙醇是一种减少大气中CO₂并产生有价值燃料的有广阔前景的方法，而开发具有高活性和选择性的低成本催化剂仍然是一项重大挑战。根据文献报道，铜基催化剂对于乙醇具有高选择性，但是其生产效率并不高。

基于此，复旦大学郑耿峰、南洋理工大学李述周等开发了一种双金属、低熵Cu₃Sn催化剂，其能够高效电催化CO₂还原为乙醇。

Cu₃Sn催化剂具有优异的CO₂RR性能，具体而言，在0.1 M KHCO₃溶液中，在-1.0 V_RHE下低熵Cu₃Sn催化剂的FE_H2约为10%、FE_乙醇约为64%(9.7%乙醛，7%甲酸和9.3%CO)，而高熵Cu₆Sn₅催化剂主要选择性生产甲酸盐(≈60%)。

另外，在-900 mA cm^-2的电流密度下，Cu₃Sn催化剂能够在基于膜电极的电解槽中连续稳定运行超过48小时，显示出优异的长期稳定性。

密度泛函理论(DFT)计算表明，由于Cu₃Sn催化剂上乙醇生产途径中*CO和*CHCHOH关键中间体的吸附增强，从而提高了CO₂RR的动力学和选择性。

此外，生命周期评估(LCA)表明，使用Cu₃Sn电催化剂，以风电为动力的电化学CO₂-乙醇电解系统可缓解约120 kg_CO2-eq，并能够生产1吨乙醇，这与传统的生物乙醇工艺相比，碳排放量减少了55%。该项工作显示出电化学CO₂RR在降低碳排放方面的巨大潜力。

Efficient CO₂ Electroreduction to Ethanol by Cu₃Sn Catalyst. Small Methods, 2021. DOI: 10.1002/smtd.202101334