電化學二氧化碳還原反應(CO₂RR)是一種將二氧化碳轉化為燃料和化學品的有效方法，它能夠實現人工碳閉環。CO₂能夠轉化為多碳(C₂₊)燃料和化學品，特別是乙醇(在許多領域有廣泛的需求)，然而，在C-C耦合過程中，它的多質子和電子轉移步驟緩慢。Cu基催化劑能有效促進CO₂RR中C-C與C₂₊產物的偶聯，但Cu催化劑的主要C₂₊產物是乙烯。

基于此，中科院大連化物所汪國雄和大連交通大學王琪等通過一鍋熱解銅基金屬有機框架HKUST-1(Cu₃(BTC)₂，Cu-BTC)，成功制備被碳層包裹的CuO_x@C催化劑。

高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)圖像顯示，CuO_x@C上涂有均勻的碳涂層(~2nm)。Operando拉曼光譜和X射線光電子能譜(XPS)結果表明，在CO₂RR過程中，臨界碳層可以穩定Cu⁺物種，促進了C-C耦合。Operando拉曼光譜表征還表明，穩定的Cu⁺物種有利于在低電流密度下CO的形成，并在高電流密度下促進C-C耦合。

電化學測試結果顯示，在CuO_x@C上的乙醇法拉第效率達到46%，高于不含碳涂層的CuO_x(~31%)；乙醇在CuO_x@C上的部分電流密度達到166 mA cm^-2，高于大多數已報道的催化劑。密度泛函理論(DFT)計算表明，豐富的Cu⁺物種通過改善*CO的吸附促進了C-C耦合，并且表面碳層可以有效地調節關鍵的中間產物*HOCCH的自由能，通過氫化途徑促進乙醇生產。

Selective CO₂ Electroreduction to Ethanol over Carbon-Coated CuO_x Catalyst. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202209629