北伊利诺伊大学徐涛/阿贡国家实验室刘迪嘉 & 刘聪团队 JACS 最新成果：“自旋调控CuO实现电化学CO2高选择性制乙醇”

背景：电化学CO2还原是缓解碳排放并生产高附加值燃料的重要途径，但如何实现高选择性地生成多碳产物（如乙醇）仍面临挑战。研究目的：美国北伊利诺伊大学徐涛团队与阿贡国家实验室刘迪嘉及刘聪团队合作，探究外加磁场通过自旋极化调控CuO/Cu催化剂电子自旋状态，从而提升CO2电还原制乙醇的选择性和效率。结论：实验发现，在约800高斯外加磁场下，CuO/Cu催化剂显著提升了C2+产物的法拉第效率（提升约30%，达86.7%）和阴极能量效率（提升至47.9%），尤其乙醇选择性提升55.6%，而乙烯仅提升约6.4%。原位表面增强拉曼光谱揭示磁场增强了*CO覆盖度和关键C2中间体信号；理论计算表明高自旋态降低了乙醇生成路径的动力学能垒。该研究证明自旋极化可作为调控CO2电还原选择性的有效物理参数，为设计新型电催化体系提供了新思路。