中国石油大学张潇/刘坚/刘洪辰团队 | 聚合物界面工程助力 CO₂ 高效转化多碳产物

背景：电催化CO₂还原是实现碳资源高值利用的重要途径，但铜基催化剂在高效生成多碳产物（C₂₊）时面临C–C偶联效率低和析氢副反应竞争等挑战。研究目的：中国石油大学张潇、刘坚和刘洪辰团队通过构建聚合物界面层调控Cu₂O催化体系，系统研究了PVP、PANI、PEI、PEA四种含氮聚合物对CO₂电还原反应的影响，旨在揭示局域CO₂富集与表面电子结构协同调控机制，实现多碳产物的高效选择性生成。结论：研究发现PVP界面层能显著富集CO₂并维持传质通道，优化局域反应物分布；通过电子结构调控稳定*CHO与*COCHO关键中间体，促进C–C耦合反应。该策略实现了C₂₊法拉第效率接近60%，乙烯电流密度达70 mA cm⁻²（-1.4 V）。研究揭示了“反应物分布+电子结构”协同优化是聚合物调控CO₂电还原性能的关键，为构建高选择性多碳产物催化体系提供了设计原则。