Ling Chen, Shi-Zhang Qiao en collega’s van de University of Adelaide lieten eerder computationeel zien dat een koperkatalysator omgevormd tot piramide de elektrokatalytische activiteit en selectiviteit naar C₂-producten zou vergroten. Ze schreven dit effect toe aan verbeterde adsorptie, voorkeurssites voor C-C-koppeling en verbeterde elektronenoverdracht. Het team heeft nu met behulp van dichtheidsfunctionaaltheorie-berekeningen aangetoond dat de omgeving die ontstaat tussen dichtgepakte koperen nanopiramides de selectieve omzetting van CO₂ en CO in ethyleenglycol mogelijk maakt.

Deze route is niet gunstig op een vlak koperoppervlak of minder dicht opeengepakte nanopiramides. Dicht op elkaar geplaatste koperen nanopiramides maken de vorming van een extra O-Cu-binding mogelijk tussen geadsorbeerd COH-CO en koper op een aangrenzende piramide. Dat bevordert niet alleen de C-C-koppeling, maar beschermt ook de zuurstofatomen tegen dehydroxylering. De extra binding bevordert ook de hydrogenering tot etheenglycol door het verlagen van de vormingsbarrière voor het belangrijke tussenproduct COH-CHO en onderdrukt kinetisch de gebruikelijke dominante paden.

Chen, L. et al. (2021) Chem. Sci. 10.1039/D1SC01694F