AARON M. APPEL
Li等研究人员报导了一种显著提高电催化CO和水生成碳基燃料的催化剂。尽管铜电极早已多年被用作$CO_2$催化转化为其它化学品的催化剂，其过程中CO是中间产物，但是作者指出催化剂的制备方法对催化剂的活性有非常巨大的影响。这一结果可能会改善可再生能源的研究现状。
诸如太阳能与风能等的可再生能源可以为社会提供电力能源，而且还不具有燃烧化石能源所来的负面效应，但是这种能源形式的不连续性是其发展的瓶颈。因此，高效储能设备的出现才能普及这些能源形式的广泛应用。直接利用他们产生的电能催化水与二氧化碳生成其它液态燃料也将是一种具有吸引力的方法。不像传统的热驱动的催化反应，电化学催化反应可以在温和的压力和温度下在小尺寸的反应器下即可实现。这样电能就可以及时的在电能产生地被利用生产其它燃料。然而，研发出针对特定电化学转化反应的高效催化剂将会是核心问题。
$CO_2$电转化成燃料是多步骤的化学过程，中间会生成多种具有潜力的产品和中间产物。催化剂的选择将会对目标产物的选择性、电能的利用率会用重大的影响。第一种产物通常是CO：它的能量密度比较小，因此进一步的转化为更有效的燃料将非常必要。尽管已知铜催化剂对$CO_2$的初步还原非常有效，但Li等研究人员更加关注与CO之后的转化。他们报导了当铜被氧化然后被控制还原，所得到的催化剂的表面不仅具有比贵金属还高的催化选择性产生乙醇，而且还能具有更高的能源利用率。这一发现是向合成可再生高能量密度液态燃料迈出的非常大的一步。
催化反应经常发生在催化剂的表面，了解导致催化活性改变的原因是异相催化一个长期的挑战。催化材料表面拥有多种的表面结构，其中一些是催化反应的活性位。弄清楚催化活性位需要借助一系列的表征手段，然后再尝试把催化剂表面的特性与催化行为相关联。
Li等分析了通过氧化-还原过程控制得到的铜催化剂，然后对比通过其它制备方法得到的相近尺寸的催化剂的活性，发现材料的尺寸好像不能解释他们催化活性的不同。研究人员提出两种方法制得的催化剂具有不同的催化活性应该归因于晶体边界（grain boundary），即在颗粒中两个晶体的结合处。尽管两种制备方法得到相似的尺寸大小，但是晶体边界却相差十分大。这种多维度的缺陷可能是导致他们的铜催化剂具有很高的选择性和反应活性的原因。