全球碳中和目标驱动下，电催化二氧化碳还原（eCO₂RR）技术因其能将CO₂高效转化为乙烯、乙醇等高附加值化学品，成为能源化学领域的研究热点。铜基催化剂凭借独特的电子结构和碳碳偶联能力成为核心材料，但其工业化仍面临高电流密度下稳定性不足、反应路径调控难等挑战。

迈向碳中和的过程中，铜基电催化CO₂还原正从实验室的精密原子设计走向工业级碳循环。河南大学王新海教授团队在《Nano Research》的最新综述中提出：通过单原子Cu-N₄位点精准调控反应路径，可显著提升甲烷选择性；而双原子Co-Cu协同中心则实现了对一氧化碳的高选择性定向转化。借助金属有机框架限域的氧化铜纳米团簇，乙烯等C₂₊产物的生成效率被推向新高度。原位四维扫描透射电镜与同步辐射光谱共同揭示，铜晶粒在反应条件下动态重构，形成富含低配位界面的活性结构，成为驱动碳-碳偶联的关键。面向产业落地，作者整合脉冲电位膜电极技术、机器学习高通量合金筛选及绿电-碳税协同机制，构想了长寿命、低成本、可大规模推广的铜基催化体系，为全球碳资源循环利用提供中国方案。 ​

王新海，博士/教授、博士生导师，日本水环境学会（JSWE）会员、中国化学会（CCS）会员、河南省化学会理事，河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心主任、河南省水资源循环与治理产业技术创新战略联盟总工程师。主要从事环境工程与生态修复领域新技术、新装备、新材料相关研究,已在Angew. Chem. Int. Ed.、Applied Catalysis B: Environment and Energy、Chemical Engineering Journal等国际学术期刊发表SCI论文50余篇。

Hu X, Liu S, Farooq U, et al. Dynamic regulation of Cu-based catalysts for electrocatalytic CO₂ reduction: Design strategies, mechanism analysis, and industrial challenges. Nano Research, 2025, 18(9): 94907686. https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907686.