重磅！5年发19篇Nature/Science，Edward H. Sargent院士，再发Nature大子刊！

本研究背景为传统乙烯生产能耗高、碳排放量大，而电合成CO或CO2制乙烯虽具脱碳潜力，但存在能量效率(EE)与单程碳效率(SPCE)之间难以调和的矛盾。研究目的在于开发一种在CO匮乏环境下仍能高效进行C-C偶联的催化剂，以打破这一权衡。创新性地设计了一种氮磷共掺杂碳层修饰的铜催化剂(N,P-C/Cu)，通过增强CO表面覆盖度和促进关键中间体脱氧反应，在200 mA cm⁻²电流密度下实现了38%的乙烯EE和73%的SPCE，总能耗低至141 GJ t⁻¹。结合直接空气捕获CO₂与风电，该路线可实现负碳排放（-2.5 t CO₂e t⁻¹），显著优于传统石脑油裂解路线。结论表明，该催化剂通过调控本征活性，成功解决了高SPCE下CO内部消耗导致的匮乏问题，为低碳乙烯电合成提供了可行策略。未来研究需关注工业时长、杂质影响及水热管理。