電化學CO₂還原反應(ECO₂RR)是一種可以通過整合可再生能源來生產可再生燃料的有效方法。在ECO₂RR期間，銅基催化劑會產生一系列增值的C₂₊產品，但產物的選擇性并不高。銅基氧化物衍生的催化劑(OD-Cu)已顯示出比未預氧化的金屬Cu催化劑更高的選擇性和活性，并且OD-Cu型催化劑上的配位不飽和的Cu位點是增強C₂₊生產的活性位點。然而，在堿性ECO₂RR條件下，配位不飽和的Cu位點的穩定性在很大程度上仍未得到有效解決。

基于此，美國西北大學Linsey C. Seitz課題組制備了不同Sr-Cu比例和晶相的SrCu氧化物催化劑，以篩選出高效穩定的ECO₂RR電催化劑。

研究人員使用重量比分別為1:2、4:5和2:1的CuO和SrO，通過高溫處理成功地將氧化銅(CuO)納米片轉化為結晶的氧化鍶銅顆粒。通過電化學性能測試，研究人員確定了一種SrCuO₂四方相催化劑，其對C₂₊產物具有高選擇性(在-0.83 V_RHE下表現出53%的C₂₊法拉第效率)，比具有相似尺寸和形態的Cu基材料提高了2倍。

通過光譜表征，提出了ECO₂RR條件下催化劑的轉化機制：雖然催化劑最初由結晶SrCuO₂組成，但暴露于1 M KOH中的還原電位會驅動催化劑重建；Sr從表面浸出，O也被去除，結構中剩余的Cu原子被困在原始晶格位置附近，并被粒子核心中剩余的Sr穩定，從而穩定了配位不足的金屬部分。這項工作表明，通過在晶格中摻入二次陽離子來調節氧化銅可以進一步提高配位不飽和和高價態Cu位點的穩定性，從而提高ECO₂RR性能。

Stabilization of Undercoordinated Cu Sites in Strontium Copper Oxides for Enhanced Formation of C₂₊ Products in Electrochemical CO₂ Reduction. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c01019