ACS Applied Energy Materials | 华中科技大学：CuGa合金实现C-C偶联用于电催化CO₂还原制备多碳产物

背景：电催化二氧化碳还原反应（eCO2RR）利用可再生能源将CO2转化为高附加值化学品，是实现碳循环和缓解温室效应的理想途径。然而，由于C-C偶联的高能垒，高效生产多碳（C2+）化合物仍面临巨大挑战。铜基催化剂虽具潜力，但受限于过电位高、产物分布宽和析氢竞争严重等问题。研究目的：针对现有合金制备方法工艺复杂、难以规模化的问题，华中科技大学团队采用简单的浸渍干燥+还原退火工艺，合成了一系列CuGa固溶体合金催化剂，旨在通过Cu与Ga的协同作用，调控关键中间体的吸附行为，降低C-C偶联能垒，实现高效、稳定的eCO2RR制备C2+产物。结论：在碱性流动池体系中，CuGa合金催化剂在-1.19 V vs RHE电位下对C2+产物表现出66.27%的高法拉第效率，显著抑制了C1路径，并在300 mA/cm²电流密度下连续电解12小时后仍保持优异的结构和催化稳定性。结合原位ATR-FTIR和DFT计算，证实Cu和Ga的电子协同作用增强了*COOH和*CO中间体的吸附，并降低了*CO二聚化的能垒。该研究为设计高效的CO2还原催化剂提供了新思路。