科學家最近觀察到銅在將二氧化碳（CO2）轉化為燃料方面的卓越增長。他們的研究重點是將脈衝電位處理應用於銅單晶表面，作為模型催化劑。研究人員發現，這種方法能夠顯著提升銅對二氧化碳轉化為乙烯和乙醇等燃料的能力，顯示出銅在綠色化學過程中的潛力，尤其是在應對氣候變化方面。這一研究成果由弗里茨·哈伯研究所的界面科學部門的科學家們發表，提供了一種替代方法，用於發展更環保的化學過程，通過關閉碳循環來應對氣候變化的挑戰。
該方法採用了尖端的光譜顯微技術，以分析銅表面在動態反應條件下所經歷的變化，並具有空間和化學分辨率的結合。研究表明，這項工作揭示了在動態反應條件下，銅表面結構和氧化態的變化，這些變化導致了改善的CO2轉化率和可調的產物選擇性。研究人員指出，實現選擇性可調的關鍵在於控制脈衝引起的催化劑結構和化學變化，這一研究為減少CO2排放和生產可再生能源提供了新的思路。
隨著對二氧化碳轉化效率的改善，該研究團隊強調，這項研究為發展可持續能源解決方案提供了有前景的途徑。根據研究人員的說法，這些發現可能導致更有效的方式來重新利用「氣候殺手」溫室氣體，如二氧化碳，以生產可再生燃料。將脈衝電位處理創新性地應用於銅表面，代表著在尋求更清潔的能源技術方面邁出了一步。
團隊新開發的方法結合了脈衝電位的電化學處理和深入的光譜顯微表徵技術（LEEM/XPEEM），以理解並最終調整明確銅表面的電催化特性。通過施加交替的陽極（氧化）和陰極（還原）脈衝，研究人員觀察到銅表面的結構發生變化（特定晶體面形成）和氧化態（Cu(I)物種的生成和穩定），從而實現了更高效的CO2轉化為碳氫化合物和醇類的過程。團隊強調，脈衝處理在銅表面創造了兩種獨特的表面結構。在陽極脈衝期間，通過選擇性溶解銅進入電解液，形成了具有特定側面的倒金字塔結構。此外，在這一陽極脈衝（+0.6 V）下，銅表面被氧化，形成約1納米厚的Cu(I)薄膜，這一過程對於提高催化性能至關重要。
