Cu基電催化材料的有效電催化二氧化碳還原（CO2RR）反應是C2+產物，但Cu氧化態的優異性和穩定性仍值得研究。 基於此，中國石油大學（北京）李振興教授等報道了3種不同氧化態的Cu基電催化劑，研究了它們的價效關係。 在這些銅基電催化劑中，厚度僅為09 nm 的 Cu2O 奈米片 （Cu2O-NS） 表現出極高的 C2+ 法拉第效率 （FeC2+），約為 81%，比傳統的 Cuox 相提高了 37%。
VASP解讀
利用DFT計算，作者研究了化學中間體的吸附行為。 與Cu-NS相比，氧化態的Cu基催化劑更容易實現CO2加氫活化形成*COOH，進而轉化為吸附的*CO。 然而，Cu2O-ns和CuO-Ns上從*CoOh到*Co的轉變的δg值大於Cu-Ns上的相應值，表明氧化後Cu對Co的吸附能力顯著提高。
當Cu-Co具有較高的結合能時，由於C-C偶聯的困難，C2+產物選擇性較低。 當Cu-Co結合能顯著降低時，Co的選擇性增加，C2+生成量減少。 因此，在CO和CU之間獲得合適的結合能至關重要。
作者比較了Cu+含量對CO覆蓋率和C2+產物選擇性的影響，發現Cu2O-NS在所有方面均明顯優於其他兩種催化劑，表明Cu+是最具優勢的氧化態。 *CO進一步加氫制*CHO是整個反應途徑的速率決定步驟（RDS），RDS在Cu2O-NS上的ΔG最小，表明Cu2O-NS上的Cu-Co鍵強度適中，有利於加氫。 Bader電荷分析表明，Cu2O-Ns表面比Cu-Ns和CuO-Ns表面具有更多的部分正電荷，因此配位缺陷和氧空位的存在有助於Cu氧化態的穩定。
sub-1 nm cu2o nanosheets for the electrochemical co2 reduction and valence state-activity relationship. j. am. chem. soc.,, doi: ht-tps: