作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 显示氮钕和氮钕/铜复合材料是如何制备的示意图
信用:王等
为了有效应对气候变化和满足日益增长的全球能源需求，人类必须彻底改变他们的能源生产方式
碳中和能源转换的新催化剂可能对应对这些挑战有很大帮助，有助于转向使用可再生能源
电解法将电能转化为化学势，在开发减少二氧化碳的催化剂方面特别有前途
这些方法通常基于使用廉价、易得且对环境安全的含水物质
此外，它们通常在环境温度和压力下工作
用于实现CO2还原反应的一些最常见的电催化剂是贵金属、贱金属、金属氧化物、金属二氯化物和分子催化剂
这些催化剂，以及在以前的研究中测试过的其他催化剂，通常都有严重的局限性，阻碍了它们的大规模实施
例如，它们可能非常昂贵，同时还表现出低能量效率和不令人满意的电化学稳定性
斯坦福大学的研究人员最近设计了一种新的设计策略，这种策略有助于克服其中的一些限制，使得能够为非均相电催化剂制造选择性且坚固的催化界面，从而将CO2还原为C2含氧化合物
他们设计这些电催化剂的方法在《自然能源》发表的一篇论文中有介绍和概述
研究人员在他们的论文中写道:“我们报告了一种设计原理，为将CO2还原为C2氧化物的非均相电催化剂创建了一个选择性但鲁棒的催化界面，通过合理调整氮掺杂纳米金刚石(N-ND)和铜纳米粒子的组装来证明。”
在他们的研究中，斯坦福大学的团队基本上展示了如何通过将铜纳米粒子结合到氮钕中来组装催化界面，从而产生氮钕/铜材料
这两个合并组件的协同作用(I
e
铜和氮-钕)能够显著改善催化剂的CO2到C2氧化物转化过程
该催化剂对C2含氧化合物的法拉第效率为-63%，外加电势仅为-0
5V对可逆氢电极，”研究人员在他们的论文中写道
“此外，这种催化剂在长达120小时内表现出前所未有的持久催化性能，电流稳定，活性衰减仅为19%
" 使用这些斯坦福研究人员提出的设计原则开发的催化剂在几个领域中表现优于现有的电催化系统，实现了非常高的活性和选择性
此外，新的设计策略允许对催化界面进行无与伦比的控制，因此也控制了反应的能量学和动力学
将来，这种方法可以指导各种新的电催化界面的开发，为更有效和更环保的储能技术铺平道路
此外，同样的设计策略应易于应用于许多催化转化的制造，特别是基于使用可再生能源和容易获得的含水物质的那些
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