新加坡国立大学 信用:CC0公共领域 新加坡国立大学的科学家发现了一种新的机制，利用铜银复合催化剂将二氧化碳选择性电化学还原为乙醇
当以可再生电力为动力时，通过电化学方法将二氧化碳还原为燃料和化学品，是在减少碳排放方面向前迈出的一步
铜(铜)材料是这一过程的首选催化剂，因为它们对多碳产品具有最高的电化学活性
然而，它们对有价值的燃料和化学原料乙醇(C2H5OH)的选择性总是低于对乙烯(C2H4)的选择性
与乙醇相比，更倾向于生产乙烯，这是由于从CO2生产C2分子的一氧化碳二聚机理，在该机理中，形成具有较低能量屏障的乙烯优于乙醇
由新加坡国立大学化学系的杨文祥教授领导的研究团队，与李博士领导的团队合作
巴塞罗那大学的费德里科·卡列-瓦列霍已经表明，由银助催化剂提供的一氧化碳分子的流入，激活了铜上一条原本被锁定的将二氧化碳气体转化为乙醇的机械途径
显示乙醇(绿色)和乙烯(蓝色)在铜-银(铜-银)复合材料上产生的增强如何随不同的(a)银/铜比率和(b)银颗粒尺寸而变化的图表
在乙醇中观察到五倍的增强，而乙烯没有受到显著影响
(3)能级图，显示铜(111)上的一氧化碳+一氧化碳(红色)和一氧化碳+甲烷(橙色)耦合步骤
一氧化碳+甲烷偶联需要较低的势垒，使其比一氧化碳+一氧化碳步骤更有利
显示通过一氧化碳+甲烷偶联在铜-银复合材料上将二氧化碳还原为乙醇的机理的方案
学分:ACS催化 对一系列由氧化物衍生的铜纳米线和银粉混合物制成的铜-银复合催化剂进行了电化学CO2还原活性测试
在CO2还原过程中，银将CO2转化为一氧化碳，这些一氧化碳分子迁移到铜的活性位点，进一步还原为碳氢化合物(乙烯)和醇类(乙醇)
研究人员改变复合材料中的银/铜比和银颗粒尺寸，以增加从银到铜材料上活性位点的一氧化碳流入
实验结果表明，增加的一氧化碳注入量可使乙醇产量提高5倍，而对乙烯产量的影响很小
对反应机理的理论模拟表明，在铜-银界面形成碳-碳键的主要步骤是一氧化碳+一氧化碳步骤，而不是导致乙烯形成的一氧化碳+一氧化碳步骤
当反应进行到一氧化碳+一氧化碳步骤时，乙醇是唯一的产物，发现它发生在不同于通过一氧化碳+一氧化碳步骤促进乙烯形成的活性位点上
由研究小组的这一发现产生的进一步计划包括通过催化剂设计和使用高通量流动池配置扩大生产来最大化活性位点
杨教授说:“这个概念，即以前封闭的途径可以通过中间体的流入而打开，正如在这项工作中所展示的，为发现以前可能无法获得的新的合成机制开辟了新的可能性
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