CO2是温室气体的主要成分。
如何有效地捕获二氧化碳并将其转化为可用燃料是应对气候变化和能源危机的重要科学问题。
目前，铜是唯一可以直接将CO2还原为多碳氢化合物和醇类的金属催化剂，多达16种产物，反应路径非常复杂。
因此，为了进一步提高乙烯，乙醇等深度还原产物等高附加值化学品的选择性，研究铜电催化还原CO2的特定产物的活性位具有重要意义。
但是，目前铜基CO 2还原催化剂的结构比较复杂，这使得研究人员难以分配反应的活性位，这限制了其反应机理的探索。
任何金属催化剂的表面结构基本上由多晶表面组成。
通过研究单晶表面的催化行为，可以很好地绘制复杂催化剂的催化性能。
因此，基于大面积单晶铜箔的基础催化研究可以为确定特定的CO2还原产物的活性位点提供可能性，这是理论模拟和实验结果之间的完美桥梁。
近日，复旦大学研究员张黎明，北京大学研究员刘开辉，台湾大学陈浩明教授和南洋理工大学李树洲教授共同研究了CO2还原对不同晶面单晶铜箔的催化作用。
索引（图1a）。
从大面积单晶铜箔的设计和筛选开始，研究人员研究了单晶铜箔表面的原子级元素结构与CO 2还原产物选择性的相关性，并阐明了具体的活性位点铜电催化CO2还原产物。
点（图1b）。
这项工作证明了CO2电催化还原的基准系统，可以进一步指导铜基CO2还原催化剂的合理设计和优化。
相关工作在《化学》杂志上发表，标题为“用于电解二氧化碳减排的特定于产品的活性部位基序”。
图1.单晶铜表面上的原子排列与特定的CO2还原产物之间的相关性。
作为现代技术的关键材料，铜不仅广泛用于传统的电力设备和电子设备中，而且还是一种新型的二维材料，是研究中重要的生长衬底。
然而，当前工程应用中的绝大多数铜是多晶的：一方面，其结构中存在大量的晶界缺陷，这将导致固有的电导率和热导率显着降低；另一方面，多晶铜的表面取向混乱，不能用作二维单晶的外延基板。
目前，尽管可以通过拉制法制备单晶铜锭并机械切割以获得特定的单晶铜晶面，但是这种单晶铜尺寸小，价格昂贵并且晶面有限，从而难以广泛地使用。
用过的。
北京大学-松山湖材料实验室-南方科技大学研究员刘开辉，王恩阁院士，于大鹏院士等在米级单晶铜箔库的制造方向上取得了重要进展。
研究团队提出了一种新的``变异与遗传''思想。
生产单晶铜，并实现了世界上最齐全的品种（最多35个晶面指标）和最大尺寸（约0.2 m×0.3 m）的高折射率晶面单晶铜箔箔的制备（ Nature2020,581,406）。
图2.制备具有高折射率表面的米级单晶铜箔库。
利用上述单晶铜箔库，团队实现了米级单晶石墨烯（ScienceBulletin 2017，62，1074）和分米级单晶氮化硼单晶的制备（Nature2019,570,91），规模保持世界纪录。
米级单晶铜箔库的制造机理和技术可以扩展到其他单晶金属和合金金属的制造，并有望用于大功率电机，低损耗输电，5G高功率频率电子器件，选择性催化和新型二维材料单晶外延等许多领域都具有重要影响。
