電化學(xué)CO₂還原為乙醇是一種減少大氣中CO₂并產(chǎn)生有價值燃料的有廣闊前景的方法，而開發(fā)具有高活性和選擇性的低成本催化劑仍然是一項重大挑戰(zhàn)。根據(jù)文獻(xiàn)報道，銅基催化劑對于乙醇具有高選擇性，但是其生產(chǎn)效率并不高。

基于此，復(fù)旦大學(xué)鄭耿峰、南洋理工大學(xué)李述周等開發(fā)了一種雙金屬、低熵Cu₃Sn催化劑，其能夠高效電催化CO₂還原為乙醇。

Cu₃Sn催化劑具有優(yōu)異的CO₂RR性能，具體而言，在0.1 M KHCO₃溶液中，在-1.0 V_RHE下低熵Cu₃Sn催化劑的FE_H2約為10%、FE_乙醇約為64%(9.7%乙醛，7%甲酸和9.3%CO)，而高熵Cu₆Sn₅催化劑主要選擇性生產(chǎn)甲酸鹽(≈60%)。

另外，在-900 mA cm^-2的電流密度下，Cu₃Sn催化劑能夠在基于膜電極的電解槽中連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過48小時，顯示出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。

密度泛函理論(DFT)計算表明，由于Cu₃Sn催化劑上乙醇生產(chǎn)途徑中*CO和*CHCHOH關(guān)鍵中間體的吸附增強(qiáng)，從而提高了CO₂RR的動力學(xué)和選擇性。

此外，生命周期評估(LCA)表明，使用Cu₃Sn電催化劑，以風(fēng)電為動力的電化學(xué)CO₂-乙醇電解系統(tǒng)可緩解約120 kg_CO2-eq，并能夠生產(chǎn)1噸乙醇，這與傳統(tǒng)的生物乙醇工藝相比，碳排放量減少了55%。該項工作顯示出電化學(xué)CO₂RR在降低碳排放方面的巨大潛力。

Efficient CO₂ Electroreduction to Ethanol by Cu₃Sn Catalyst. Small Methods, 2021. DOI: 10.1002/smtd.202101334