可再生电能驱动的CO₂还原反应(CO₂RR)是缓解气候恶化、实现碳闭环的有效策略。在CO₂RR的众多产品中，多碳(C₂₊)产物具有较高的能量密度和经济价值。铜(Cu)是CO₂RR反应中研究最广泛的电催化剂，其可以选择性生产C₂₊产物。

最近的研究表明，与纯Cu相比，Cu基双金属电催化剂具有更好的C₂₊选择性和活性，这是由于次级金属通过独特的电子结构、应变效应或几何效应稳定了关键中间体，进而增强了C-C耦合步骤。

值得注意的是，双金属电催化剂的结构不稳定，在CO₂还原条件下，这些电催化剂倾向于进行电化学重构，导致CO₂RR的选择性和活性不可控。因此，构建结构稳定的Cu基电催化剂对于实现CO₂RR的高选择性和活性至关重要。

考虑到优良的结构稳定性和对含氧中间体的强结合能力，天津大学翁哲和美国俄勒冈州立大学冯振兴等使用镍氧化物(Ni^δ+物种)而不是金属Ni原子与Cu进行结合，并成功地在CO₂RR过程中原位构建了具有丰富界面的NiOOH/Cu电催化剂。

原位光谱表征和理论计算表明，NiOOH/Cu界面结构在CO₂RR过程中保持稳定，并显著增加了*CO的吸附；同时，带正电荷的中心原子Ni使末端O的电子密度极化，由此产生的悬垂碳中心被表面Cu原子稳定，这为稳定*OCCO中间体提供了双重位点，降低了*CO二聚化的能垒。

性能测试结果显示，NiOOH/Cu电催化剂在400 mA cm^-2电流密度下的C₂₊法拉第效率(FE)为86.3±3.0%，C₂H₄的选择性保持在50%以上；并且该催化剂在200 mA cm^-2电流密度下连续运行5小时以上仍保持较高的活性，反应后材料的结构和形貌几乎未发生变化，表现出优异的反应稳定性。

综上，这项工作强调了NiOOH/Cu界面在提高CO₂RR活性和选择性中起到的作用，为构建各种稳定的金属氧化物/Cu界面结构以实现CO₂RR中不同产物的高选择性提供了参考。

Sustainedly high-rate electroreduction of CO₂ to multi-carbon products on nickel oxygenate/copper interfacial catalysts. Advanced Energy Materials, 2024. DOI: 10.1002/aenm.202400827