ಪರಿಸರ ಕಾಳಜಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ (C2+) ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ CO2 ಕಡಿತ (ECR) ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಆರ್ಥಿಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಂಗಾಲದ ಚಕ್ರವನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಸೊಗಸಾದ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕಡಿಮೆ ಆಯ್ಕೆ, ಚಟುವಟಿಕೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ C─C ಜೋಡಣೆಯು ಇನ್ನೂ ಮುಕ್ತ ಸವಾಲಾಗಿದೆ.ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವು ಆ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಕೀಲಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್/ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿನ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನುಗುಣವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಮೇಲೆ ಒತ್ತು ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ECR ಮೂಲಕ ಸಮರ್ಥ C─C ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ನಾವು ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾರಾಂಶ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಡಚಣೆಗಳು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಅವಕಾಶಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮೂಲಭೂತ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಸ್ಫೂರ್ತಿಗಾಗಿ ಸಮುದಾಯಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ C─C ಜೋಡಣೆಯ ತಂತ್ರಗಳ ವಿವರವಾದ ವಿಮರ್ಶೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ.

ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಅತಿಯಾದ ಬಿಡುಗಡೆಯು ಗಂಭೀರವಾದ ಪರಿಸರ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿದೆ ಮತ್ತು ಮಾನವ ಸಮಾಜಗಳಿಗೆ ತುರ್ತು ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಬೆದರಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ (1, 2).ವಾತಾವರಣದ CO2 ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1800 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 270 ppm (ಪ್ರತಿ ಮಿಲಿಯನ್‌ಗೆ ಭಾಗಗಳು) ನಿಂದ ಜುಲೈ 2015 ರಲ್ಲಿ 401.3 ppm ಗೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಮಾನವ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ಇಂಗಾಲದ ಹೆಜ್ಜೆಗುರುತನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡುವ ಬಗ್ಗೆ ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ಒಮ್ಮತವನ್ನು ತಲುಪಲಾಗಿದೆ (3, 4).ಇಂಗಾಲದ ಹೆಜ್ಜೆಗುರುತನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು, ಒಂದು ಸಂಭಾವ್ಯ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿ ಸೌರ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯಂತಹ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಮೂಲಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವುದು (5-8).ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವು ಅವುಗಳ ಮಧ್ಯಂತರ ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ ಕೇವಲ 30% ಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ವಿಧಾನಗಳು ಲಭ್ಯವಾಗದ ಹೊರತು (9).ಆದ್ದರಿಂದ, ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರಗಳಂತಹ ಪಾಯಿಂಟ್ ಮೂಲಗಳಿಂದ CO2 ಅನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವುದು, ನಂತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಧನಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ (9–12).ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ CO2 ಕಡಿತ (ECR) ಪರಿವರ್ತನೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸೌಮ್ಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ ಸೊಗಸಾದ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು (13).ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ CO2 ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ ಇಂಧನಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಇಂಧನವು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ವಿತರಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಸೇವಿಸಬಹುದು, CO2 ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯ ತ್ಯಾಜ್ಯವಾಗಿ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೂಪ್ ಅನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ECR ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಸಣ್ಣ-ಅಣುವಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗಳನ್ನು [ಉದಾ, ಕಾರ್ಬನ್ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ (CO) ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮೇಟ್] ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.

ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ECR ನಿಂದ ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಮುಚ್ಚಿದ ಇಂಗಾಲದ ಚಕ್ರವನ್ನು ಸೌರ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋ ಮುಂತಾದ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲಗಳಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.ಸೆಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ CO2 ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಆಯ್ಕೆ, ಚಟುವಟಿಕೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರಗಳನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, CO2 ಬಲವಾದ C═O ಬಂಧದೊಂದಿಗೆ (750 kJ mol−1) (14) ಸಾಕಷ್ಟು ಸ್ಥಿರವಾದ ರೇಖೀಯ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆಗೆ ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.ಹೀಗಾಗಿ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ತಡೆಗೋಡೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (15).ಇದಲ್ಲದೆ, ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ ECR ಬಹು-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್/ಪ್ರೋಟಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಹಲವಾರು ಸಂಭಾವ್ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನಗಳೊಂದಿಗೆ (16-18) ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ.CO, ಮೀಥೇನ್ (CH4), ಮೆಥನಾಲ್ (CH3OH), ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ (HCOOH), ಎಥಿಲೀನ್ (C2H4), ಎಥೆನಾಲ್ (CH3CH2OH) ಮತ್ತು ಮುಂತಾದವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಮುಖ್ಯ ECR ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಅರ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ಸಾರಾಂಶಿಸುತ್ತದೆ. ಅನುಗುಣವಾದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ವಿಭವಗಳು (19).ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ECR ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, CO2 ಅಣುಗಳು ಮೊದಲು ಹೊರಹೀರುವಿಕೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ *CO2−, ನಂತರ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನಗಳತ್ತ ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, CH4 ಈ ಕೆಳಗಿನ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ: CO2 → *COOH → *CO → *CHO → *CH2O → *CH3O → CH4 + *O → CH4 + *OH → CH4 + H2O (20).

ಚಿತ್ರ 2A ವರದಿಯಾದ ECR ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ (ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ) ಫರಡೈಕ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು (FE) ಸಾರಾಂಶಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ (21-43).ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳು CO2 ಅನ್ನು C1 ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾಗಿ (CO ಅಥವಾ ಫಾರ್ಮೇಟ್) 95% FE ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು (>20 mA cm−2 H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಮತ್ತು >100 mA cm− ಫ್ಲೋ ಸೆಲ್‌ಗೆ 2) (9, 21, 22, 25, 28, 44, 45), ಹೆಚ್ಚು ಆಯ್ದ (>90%) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಲಭ್ಯವಿರುವ ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ (C2+) ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಸಮರ್ಥ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಅರಿತುಕೊಂಡಿಲ್ಲ.C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಜೋಡಣೆಗೆ ಹಲವಾರು CO2 ಅಣುಗಳ ಆಗಮನ ಮತ್ತು ಹೊರಹೀರುವಿಕೆ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ, ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಸ್ಥಾನೀಕರಣದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ (13).ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, Fig. 2B ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, *CO ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ನಂತರದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ECR ನ ಅಂತಿಮ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ.ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, C2H6 ಮತ್ತು CH3COO− ಒಂದೇ *CH2 ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದು *CO ನ ಪ್ರೋಟಾನ್-ಕಪಲ್ಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಂತಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ.*CH2 ನ ಮತ್ತಷ್ಟು ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ *CH3 ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು *CH3 ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ C2H6 ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.C2H6 ಪೀಳಿಗೆಯಂತಲ್ಲದೆ, CH3COO− *CH2 ಗೆ CO ಅಳವಡಿಕೆಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.*CO ಡೈಮರೀಕರಣವು C2H4, CH3CH2OH, ಮತ್ತು n-propanol (n-C3H7OH) ರಚನೆಗೆ ದರ-ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಹಂತವಾಗಿದೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ ಹಂತಗಳ ಸರಣಿಯ ನಂತರ, *CO─CO ಡೈಮರ್ *CH2CHO ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು C2H4 ಮತ್ತು C2H5OH ಗಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ-ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಹಂತವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, *CH2CHO ಅನ್ನು C2H4 ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ *CH3CHO ಅನ್ನು C2H5OH (46) ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ C2H4 ಗಿಂತ C2H4 ಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ FE ಅನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು.ಇದಲ್ಲದೆ, ಸ್ಥಿರವಾದ C2 ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳನ್ನು CO ಅಳವಡಿಕೆಯ ಮೂಲಕ n-C3H7OH ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು.C2+ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ ಸೈಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ರಮಪಲ್ಲಟನೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ಜೊತೆಗೆ ನಾನ್‌ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಹಂತದ ಸಂಭವನೀಯ ಒಳಗೊಳ್ಳುವಿಕೆ (19, 47).ಅಂತೆಯೇ, ಹೆಚ್ಚು ಆಯ್ದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ರಚನೆಗೆ ಪೂರ್ವಾಪೇಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ.ಈ ವಿಮರ್ಶೆಯಲ್ಲಿ, ECR ಮೂಲಕ ಆಯ್ದ C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿನ ತಂತ್ರಗಳ ಮೇಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡುವ ಗುರಿಯನ್ನು ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ.ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆಗಳ ಸಾರಾಂಶವನ್ನು ಸಹ ನಾವು ಒದಗಿಸುತ್ತೇವೆ.ECR ನ ದಕ್ಷ, ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮತ್ತು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಹ ಒತ್ತಿಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, CO2 ಅನ್ನು ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ C2+ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆಗಾಗಿ ಉಳಿದಿರುವ ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಅವಕಾಶಗಳನ್ನು ನಾವು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ.

(A) ವರದಿಯಾದ ECR ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ (21–43, 130) ವಿಭಿನ್ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ FE (ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ).(B) ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಂಭವನೀಯ C2+ ಮಾರ್ಗಗಳು.ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (47).

CO2 ಅನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗಳಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ರೂಪಾಂತರವು ಇಂಗಾಲದ ತಟಸ್ಥ ಶಕ್ತಿಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಂಭಾವ್ಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ (11).ಆದಾಗ್ಯೂ, C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ FE ಇನ್ನೂ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯದಿಂದ ದೂರವಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಸುಮಾರು 60% FE (13, 33) ನೊಂದಿಗೆ C2 ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ C3 ಉತ್ಪಾದನೆಯು 10% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. FE (48, 49).CO2 ನಿಂದ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವ ಜೋಡಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಘಟಿತ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ (50, 51) ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಕೇಲಿಂಗ್ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಮುರಿಯುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ (47, 52, 53).ಇದಲ್ಲದೆ, C─C ಬಂಧ ರಚನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರಬೇಕು.ಇದಲ್ಲದೆ, ಬಹು ಪ್ರೋಟಾನ್-ನೆರವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಂತಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ C2+ ಉತ್ಪನ್ನದ ಕಡೆಗೆ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಧ್ಯಂತರದಿಂದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ CO2 ಕಡಿತದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಹೊಂದಿಸಬೇಕು.ಮಧ್ಯಂತರ ಜಾತಿಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ನಾವು C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸುತ್ತೇವೆ (4, 54).ನಿರ್ದಿಷ್ಟ C2+ ಅಣು ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಮೀಪಿಸಲು, ಹೆಟೆರೊಟಾಮ್ ಡೋಪಿಂಗ್, ಸ್ಫಟಿಕ ಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಮಿಶ್ರಲೋಹ/ಡೀಲೋಯಿಂಗ್, ಆಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಲಿಗಂಡ್ ನಿಯಂತ್ರಣದಂತಹ ಹಲವಾರು ವೇಗವರ್ಧಕ ವಿನ್ಯಾಸ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ (35, 41, 55-61) .ಆಪ್ಟಿಮಲ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತರ್ಕಬದ್ಧವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಬೇಕು.ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಅಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ವೇಗವರ್ಧಕ ನಡವಳಿಕೆಗೆ ಯಾವ ಸಕ್ರಿಯ-ಸೈಟ್ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು C─C ಜೋಡಣೆಗಾಗಿ ನಿಖರವಾದ ವೇಗವರ್ಧಕ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ (ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳು) ECR ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗುವುದು.

C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ C2H4, ಪಾಲಿಥೀನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಿಗೆ ನೆಕ್ಸಸ್ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿವೆ (62, 63).ಇದಲ್ಲದೆ, ಇದನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಬೆಸುಗೆಗೆ ಇಂಧನವಾಗಿ ಅಥವಾ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರ ಘಟಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು (12).CO (ಫಿಶರ್-ಟ್ರೋಪ್ಶ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ) ಮತ್ತು CO2 ಯ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣವನ್ನು C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳನ್ನು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಪ್ರಭಾವದಿಂದ ಸವಾಲು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ (64).ಇದಕ್ಕೆ ತದ್ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ CO2 ಕಡಿತವು ಸ್ವಚ್ಛ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಮರ್ಥನೀಯ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ (32, 33, 65–70) ಕಡೆಗೆ ಸಮರ್ಥ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ CO2 ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಕೇಲಿಂಗ್ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಮುರಿಯಲು ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಮುಖ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ, ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ (71-74).Au-Cu, Ag-Cu, Au-Pd, ಮತ್ತು Cu-Pt ಸೇರಿದಂತೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು (73, 75) ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ C1 ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ, C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ರಚನೆಯ ಕಡೆಗೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಪರಿಣಾಮವು ತೋರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರಲು (76).ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Cu-Ag ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, Ag ಮತ್ತು Cu (77) ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತವನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪನ್ನ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.ಮೇಲ್ಮೈ Cu-ಸಮೃದ್ಧ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಆಗ್-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನವು CO ಯಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ, ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ECR ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಮಾಣು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಪರಿಣಾಮವು ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ಬಂಧಿಸುವ ಬಲವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.ಗೆವಿರ್ತ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (36) ಸಂಯೋಜಕ-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೆಪೊಸಿಷನ್‌ನಿಂದ Cu-Ag ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಕ್ಷಾರೀಯ ಹರಿವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ನಲ್ಲಿ C2H4 ಗಾಗಿ ~60% FE ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ (Fig. 3, A ಮತ್ತು B).ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ C2H4 ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಮಾರ್ಫಾಲಜಿ ಮತ್ತು ಎಗ್-ಲೋಡಿಂಗ್ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಬಹುದು.ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ CO ರಚನೆಗೆ Ag ಸೈಟ್‌ಗಳು ಪ್ರವರ್ತಕರ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ.ನಂತರ, CO ಮಧ್ಯಂತರದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಲಭ್ಯತೆಯು ನೆರೆಯ Cu ನಲ್ಲಿ C─C ಜೋಡಣೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಅದಲ್ಲದೆ, Cu-Ag ವೇಗವರ್ಧಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ (Fig. 3C) ಸಮಯದಲ್ಲಿ Cu2O ರಚನೆಯನ್ನು Ag ಉತ್ತೇಜಿಸಬಹುದು, ಇದು C2H4 ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಸಿನರ್ಜಿಯು C─C ಜೋಡಿಸುವ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ಮಿಶ್ರಲೋಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಲೋಹಗಳ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾದರಿಯು ECR ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.Pd-Cu ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ಬಳಸುವುದರಿಂದ (Fig. 3D), ಕೆನಿಸ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (71) ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Pd-Cu ವೇಗವರ್ಧಕವು ಅದರ ಆದೇಶ ಮತ್ತು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ C2H4 ಗಾಗಿ ಅತ್ಯಧಿಕ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು (~50%) ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸಿದರು. ಕೌಂಟರ್ಪಾರ್ಟ್ಸ್.ಡಿ-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ, ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ ಡಿ-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಕೇಂದ್ರದೊಂದಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹವು ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಮೇಲೆ ಸಿತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ದುರ್ಬಲ ಬಂಧಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (78).ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Pd-Cu ಮಿಶ್ರಲೋಹವು Cu ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ (NPs) ಜೊತೆಗೆ CO ಗಾಗಿ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರೆ, ಇದು Pd ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ಕಡೆಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ಬಂಧಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಿತು.Fig. 3E ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Cu-Pd ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಅತ್ಯಂತ ಕೆಳಮಟ್ಟದ d-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಆದರೆ Cu NP ಯದು ಅತ್ಯಧಿಕವಾಗಿದೆ.ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Cu-Pd ಮಿಶ್ರಲೋಹವು CO ಮಧ್ಯಂತರಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಬಂಧಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Cu-Pd ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಪ್ರಕರಣದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕಿಂತ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಮತ್ತು ರಚನೆಯ ಪರಿಣಾಮವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಈ ವೀಕ್ಷಣೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಕೇವಲ ಶುದ್ಧ ತಾಮ್ರ ಅಥವಾ ತಾಮ್ರ-ಆಧಾರಿತ ಮಿಶ್ರಲೋಹವು CO2 ಅನ್ನು C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಹೀಗಾಗಿ, ECR ನಿಂದ C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾದಂಬರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಬಹಳ ಅವಶ್ಯಕ.CO2 ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣದಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ, C2H4 ಪೀಳಿಗೆಗೆ Ni-Ga ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದೆಂದು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸಿದೆ (79).Ni5Ga3 ಫಿಲ್ಮ್ CO2 ಅನ್ನು C2H4 ಮತ್ತು ಈಥೇನ್ (C2H6) ಗೆ ತಗ್ಗಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಅದು ತೋರಿಸಿದೆ.C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಕಡೆಗೆ FE 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೂ, ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಪರಿಣಾಮದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ C─C ಜೋಡಣೆಯ ಕಡೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು.

(A ನಿಂದ C) Cu-Ag ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಸಂಯೋಜಕ-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೆಪೊಸಿಷನ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ: (A) Cu ತಂತಿಯ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (SEM), Cu-Ag ಪಾಲಿ ಮತ್ತು Cu-Ag ವೈರ್ ಮತ್ತು (B) ಅನುಗುಣವಾದ C2H4 FE.(C) EXAFS Cu-Ag ವೈರ್ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು Cu(I) ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ.(A) ನಿಂದ (C) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (36).(D ಮತ್ತು E) ವಿಭಿನ್ನ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾದರಿಗಳೊಂದಿಗೆ Cu-Pd ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು: (D) ವಿವರಣೆ, ಪ್ರಸರಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (TEM) ಚಿತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ-ಪ್ರಸರಣ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅಂಶ ನಕ್ಷೆಗಳು ಆದೇಶಿಸಿದ, ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತಗೊಂಡ ಮತ್ತು ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ Cu-Pd ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು (E ) ಮೇಲ್ಮೈ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಫೋಟೋಎಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾ ಮತ್ತು ಫರ್ಮಿ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ Cu-Pd ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ d-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸೆಂಟರ್ (ಲಂಬ ರೇಖೆ).(D) ಮತ್ತು (E) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (71).au, ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಘಟಕಗಳು.

ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಪರಿಣಾಮದ ಹೊರತಾಗಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವವಾಗಿದೆ, ಇದು ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಳೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಶ್ರುತಿಗೆ ಮೊದಲ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು.ಸಿತು ಕಡಿತದ ನಂತರ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಮೇಲ್ಮೈ ಅಥವಾ ಉಪಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಲೋಹದ ಕೇಂದ್ರದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ Cu C2H4 ಕಡೆಗೆ 60% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಕಡಿತ-ನಿರೋಧಕ Cu+ (37) ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಥಿಲೀನ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಗೆ Cu+ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಲು, ನಾವು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದ್ದೇವೆ (Fig. 4A).ಸಿತು ಹಾರ್ಡ್ ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯು (ಉಪ) ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರದಲ್ಲಿನ ಉಳಿಕೆ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಕಡಿತ ಸ್ಥಿತಿಯ ವಿರುದ್ಧ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, 1 ಗಂಟೆಯ ಕಡಿತದ ನಂತರ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ Cu+ ಪ್ರಭೇದಗಳು -1.2 V ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ವಿರುದ್ಧ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿವೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ (RHE).ಇದಲ್ಲದೆ, ಸೋಲ್-ಜೆಲ್ ತಾಮ್ರದ ಆಕ್ಸಿಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನಿಂದ ತಾಮ್ರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋರೆಡಿಪೊಸಿಷನ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಿಸಿದ ಮೇಲ್ಮೈ Cu+ ಜಾತಿಗಳು C2H4 (61) ನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು.ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕ ವಿಭವಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಿತು ಮೃದುವಾದ ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ಹೀರುವಿಕೆ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಲ್ಲಿ ಸಮಯ-ಪರಿಹರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.Cu2+ ನಿಂದ Cu+ ಗೆ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಹಂತವು ತುಂಬಾ ತ್ವರಿತವಾಗಿದೆ;ಆದಾಗ್ಯೂ, Cu+ ಜಾತಿಗಳ ಮತ್ತಷ್ಟು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತವು Cu0 ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಧಾನವಾಗಿದೆ.ಸುಮಾರು 23% Cu+ ಜಾತಿಗಳು RHE (Fig. 4B) ವಿರುದ್ಧ -1.2 V ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 1-ಗಂಟೆಯ ನಿರಂತರ ಕಡಿತದ ನಂತರವೂ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ.Cu+ ಮತ್ತು Cu0 ನಡುವಿನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ನಡುವೆ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಆಕರ್ಷಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿವೆ, ಏಕೆಂದರೆ *CO@Cu+ ನ C ಪರಮಾಣು ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ *CO@Cu0 ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತದೆ (80), ಇದು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ C─C ಬಂಧ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಹೀಗೆ C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ವಸ್ತುಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ತಾಮ್ರದ ನೈಟ್ರೈಡ್ (Cu3N) ಅನ್ನು (ಉಪ) ಮೇಲ್ಮೈ Cu+ ಜಾತಿಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು *CO (81) ನ ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು.ಜೊತೆಗೆ, ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ Cu ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, Cu3N- ಪಡೆದ Cu+ ಜಾತಿಗಳು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ (Fig. 4C).ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ನೈಟ್ರೈಡ್-ಪಡೆದ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕವು C2H4 ಗೆ 39 ± 2% ನ FE ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶುದ್ಧ Cu (~23%) ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ Cu (~28%) ಅನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ.ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಲಾದ Cu+/Cu ವೇಗವರ್ಧಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸದೃಶವಾಗಿ, Cuδ+ (41) ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲು ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲು ಬೋರಾನ್ ಅನ್ನು ಹೆಟೆರೊಟಾಮ್ ಡೋಪಾಂಟ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಬೋರಾನ್ ಡೋಪಾಂಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ತಾಮ್ರದ ಸರಾಸರಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು +0.25 ರಿಂದ +0.78 ವರೆಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.ರಾಜ್ಯಗಳ ಯೋಜಿತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತಾಮ್ರದಿಂದ ಬೋರಾನ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಡೋಪಾಂಟ್-ಪ್ರೇರಿತ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ತಾಮ್ರದ ತಾಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.ಬೋರಾನ್-ಡೋಪ್ಡ್ ತಾಮ್ರವು *CHO ಮಧ್ಯಂತರದ ರಚನೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ, C1 ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಿತು.ಜೊತೆಗೆ, ಇದು *CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಎನರ್ಜಿ (Fig. 4D) ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.ತಾಮ್ರದ ಸರಾಸರಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ~53% C2H4 ನೊಂದಿಗೆ ~80% ನ ಹೆಚ್ಚಿನ C2 FE ಅನ್ನು ಸರಾಸರಿ ತಾಮ್ರದ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಸ್ಥಿತಿ +0.35 (Fig. 4E) ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು.ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ತಾಮ್ರದ ಸಕ್ರಿಯ ತಾಣಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ Cu0, Cuδ+, ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ECR ಗಾಗಿ ಅವುಗಳ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ (39, 41, 42, 81, 82).ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಕ್ರಿಯ ಸೈಟ್ ಯಾವುದು ಎಂಬುದು ಇನ್ನೂ ಚರ್ಚೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ.ಹೆಟೆರೊಟಾಮ್ ಡೋಪಿಂಗ್-ಪ್ರೇರಿತ Cuδ+ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ ECR ಗೆ ತುಂಬಾ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ಗಳಿಂದ ಸಿನರ್ಜಿಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸಹ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು.ಆದ್ದರಿಂದ, ತಾಮ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ಸೈಟ್ಗಳ ಸಿತು ರೂಪಾಂತರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಒಪೆರಾಂಡೋ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬೇಕು.ಇದಲ್ಲದೇ, ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ತಾಮ್ರದ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದು ಕಾಳಜಿಯಾಗಿದೆ.ಸ್ಥಿರವಾದ Cuδ+ ಸೈಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವುದು ಒಂದು ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ.

(A) ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಸಕ್ರಿಯ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ C2H4 ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾರಾಂಶ.ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (37) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್‌ಗಳು, 500 nm.(B) Cu ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅನುಪಾತವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋರೆಡೆಪೊಸಿಟೆಡ್ ತಾಮ್ರದಲ್ಲಿ RHE ವಿರುದ್ಧ −1.2 V ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ.ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (61) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(C) Cu-on-Cu3N ಅಥವಾ Cu-on-Cu2O ನಲ್ಲಿ RHE ವಿರುದ್ಧ −0.95 V ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯದ ಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ Cu+ ಜಾತಿಗಳ ಅನುಪಾತ.ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (81) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(D) ಬೋರಾನ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ತಾಮ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ CO ಯ ಸರಾಸರಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಮತ್ತು CO─CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.1[B], 2[B], 3[B], 4[B], ಮತ್ತು 8[B] ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಬ್‌ಸರ್ಫೇಸ್ ಬೋರಾನ್ ಡೋಪಿಂಗ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು 1/16, 1/8, 3/ ಕ್ರಮವಾಗಿ 16, 1/4 ಮತ್ತು 1/2.(ಇ) ಬೋರಾನ್-ಡೋಪ್ಡ್ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ C2 ಅಥವಾ C1 ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು FE ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ.(ಡಿ) ಮತ್ತು (ಇ) ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (41) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(ಎಫ್) Cu2O ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ದಪ್ಪವಿರುವ ತಾಮ್ರದ ಹಾಳೆಗಳ SEM ಚಿತ್ರಗಳು ECR ಮೊದಲು (ಮೇಲಿನ) ಮತ್ತು ನಂತರ (ಕೆಳಗೆ)ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (83).

ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ರಚನೆಯ ಹೊರತಾಗಿ, ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ವಸ್ತುಗಳು ಇನ್ ಸಿತು ಕಡಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಅಥವಾ ರಚನೆಯ ವಿಕಸನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಅಥವಾ ರಚನೆಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳ ವರ್ಧಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಸಕ್ರಿಯ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳು, ಅಂಚುಗಳು ಮತ್ತು ಹಂತಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ (83-85).Yeo ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (83) ವಿವಿಧ ದಪ್ಪಗಳ (Fig. 4F) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೆಪೊಸಿಟೆಡ್ Cu2O ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಆಯ್ದ C─C ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.ಸಿಟು ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯು Cu2O ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ECR (83) ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಲೋಹೀಯ Cu0 ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, Cu+ ಜಾತಿಗಳು ಅಥವಾ Cu+/Cu0 ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಬದಲಿಗೆ ಲೋಹೀಯ Cu0 ಅನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕ ಸಕ್ರಿಯ ಕೇಂದ್ರವೆಂದು ದೃಢೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ.Cu2O ಅನ್ನು ಲೋಹೀಯ Cu0 ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಸಿತು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹಂತಗಳು, ಅಂಚುಗಳು ಮತ್ತು ಟೆರೇಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ.ರೂಪುಗೊಂಡ ಹಂತಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಚುಗಳು ಟೆರೇಸ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿವೆ, *CO ನೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳ ಬಲವಾದ ಬಂಧದಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿವೆ, ಇದು *CO ನಿಂದ *CHO ಅಥವಾ *CH2O ವರೆಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.ಜೊತೆಗೆ, ಅಂಚಿನ Cu ಪರಮಾಣುಗಳು *CHO ಮತ್ತು *CH2O ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಪ್ರವರ್ತಕವಾಗಿದೆ.ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸವು ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ *CO ಗಿಂತ *CHO ಮತ್ತು *CH2O ಮಧ್ಯಂತರಗಳು C─C ಜೋಡಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ (86).ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ, *CHO ಮತ್ತು *CH2O ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು.ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, Cu2O ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ದಪ್ಪವನ್ನು 0.9 ರಿಂದ 8.8 μm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ C2H4 ನ FE 40 ರಿಂದ 22% ಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.ಇದು Cu2O ದಪ್ಪದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಸಂಘಟಿತ Cu ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಈ ಅಂಡರ್‌ಕೊಆರ್ಡಿನೇಟೆಡ್ ಪರಮಾಣುಗಳು H ನೊಂದಿಗೆ ಬಲವಾಗಿ ಬಂಧಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, C─C ಜೋಡಣೆಗಿಂತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಸನಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ Cuδ+ ಜಾತಿಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಬದಲು ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣದ ಮೂಲಕ C2H4 ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಕೆಲಸವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.ಆಕ್ಸೈಡ್-ಪಡೆದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ (34) ನಲ್ಲಿನ ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್ (II) ಕ್ಲೋರೈಡ್ (PdCl2) ಸಂಯೋಜಕದ ಸಹಾಯದಿಂದ ಈಥೇನ್ (C2H6) ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆ.Cu2O- ಪಡೆದ Cu ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ PdClx C2H6 ವಿಕಸನಕ್ಕೆ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸಿದೆ ಎಂದು ಅದು ತೋರಿಸಿದೆ.ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, Cu2O- ಪಡೆದ ಸಕ್ರಿಯ Cu ಸೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ CO2 ಅನ್ನು ಮೊದಲು C2H4 ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ನಂತರ C2H6 ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಆಡ್ಸರ್ಬ್ಡ್ PdClx ಸಹಾಯದಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ C2H4 ಅನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.PdCl2 ಸಹಾಯದಿಂದ C2H6 ನ FE <1 ರಿಂದ 30.1% ಕ್ಕೆ ಏರಿತು.ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ECR ವೇಗವರ್ಧಕ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸಂಯೋಜಕಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೊಸ ಅವಕಾಶಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಈ ಕೆಲಸವು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಮಾರ್ಫಾಲಜಿ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ರಚನೆ ನಿಯಂತ್ರಣವು ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪರ್ಯಾಯ ತಂತ್ರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಗಾಗಿ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಗಾತ್ರ, ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಬಹಿರಂಗ ಅಂಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ (58, 87, 88).ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Cu(100) ಮುಖವನ್ನು C2H4 ಪೀಳಿಗೆಗೆ ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ Cu(111) ವೇಗವರ್ಧಕದಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿರುವ ಉತ್ಪನ್ನವು ಮೀಥೇನ್ (CH4) (87).ವಿವಿಧ ಆಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ಗಾತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ Cu ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಬ್ಯೂನ್‌ಸಾಂಟಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (58) ಘನ-ಆಕಾರದ ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ C2H4 ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ನಾನ್‌ಮೊನೊಟೋನಿಕ್ ಗಾತ್ರದ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದರು (ಚಿತ್ರ 5A).ಆಂತರಿಕವಾಗಿ, ಘನ Cu ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳು (100) ಮುಖದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯದಿಂದಾಗಿ ಗೋಳಾಕಾರದ Cu ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ C2H4 ಚಟುವಟಿಕೆ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.ಕ್ಯೂಬಿಕ್ Cu ನ ಸಣ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕ ಗಾತ್ರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡಬಹುದು ಏಕೆಂದರೆ ಕಡಿಮೆ-ಸಂಯೋಜಿತ ಮೇಲ್ಮೈ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮೂಲೆಗಳು, ಹಂತಗಳು ಮತ್ತು ಕಿಂಕ್‌ಗಳು.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕಡಿಮೆ-ಸಂಯೋಜಿತ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಬಲವಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವು ಹೆಚ್ಚಿನ H2 ಮತ್ತು CO ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಂಡಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ FE ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಕಣದ ಗಾತ್ರಗಳ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಸಮತಲ ಸೈಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಂಚಿನ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಅನುಪಾತವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು C2H4 ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.44-nm ಅಂಚಿನ ಉದ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಧ್ಯಂತರ-ಗಾತ್ರದ ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊಕ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಕಣದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಅಂಚಿನ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ನಡುವಿನ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಸಮತೋಲನದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಅತ್ಯಧಿಕ C2H4 ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು.ಇದಲ್ಲದೆ, ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಯ pH ಮತ್ತು ಸಾಮೂಹಿಕ ಸಾರಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು.ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳೀಯ pH, ಇದು ಇನ್ ಸಿತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ OH− ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರೋಟಾನ್-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, *CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು *COH ಮಧ್ಯಂತರ ಮೂಲಕ ರೂಪುಗೊಂಡ CH4 ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಬಹುದು.ಹೆಚ್ಚಿದ ಸ್ಥಳೀಯ pH (68) ಸಾಧಿಸಲು ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಅರೇಗಳನ್ನು (Fig. 5B) ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ.ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವಾಗಿ, CO2 ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ (KHCO3) ದ್ರಾವಣವು ಸ್ಥಳೀಯ OH− (HCO3− + OH− = CO32− + H2O) ಅನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ pH ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಒಂದು ಉದ್ದವಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ, Cu ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಅರೇಗಳಿಗೆ HCO3-ನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೇಗಾದರೂ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಬಹುದು ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥಳೀಯ OH− ಗಾಗಿ ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ನಿಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದೇ ತತ್ತ್ವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಮೆಸೊಪೋರ್‌ಗಳೊಂದಿಗಿನ ತಾಮ್ರದ ಜಾಲರಿಗಳು (Fig. 5C) C2H4 ಅಥವಾ C2H6 ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ವರ್ಧಿತ FE ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು (32).ರಂಧ್ರದ ಅಗಲವನ್ನು ಕಿರಿದಾಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಯ pH ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಅದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ C1 ಉತ್ಪನ್ನ FE ಮತ್ತು ವರ್ಧಿತ C2 ಉತ್ಪನ್ನ FE ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ರಂಧ್ರದ ಆಳವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಪ್ರಮುಖ ಕಡಿತ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು C2H4 ನಿಂದ C2H6 ಗೆ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಬಹುದು.C2H6 ನ FE 46% ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿತ್ತು.ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ರಂಧ್ರಗಳೊಳಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಆಳವಾದ ರಂಧ್ರಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಪ್ರಮುಖ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಧಾರಣ ಸಮಯವನ್ನು ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ C2 ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಕಡೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಗೆ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣವೆಂದು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.CuI-ಪಡೆದ Cu ನ್ಯಾನೊಫೈಬರ್‌ಗಳು C2H6 ಕಡೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿವೆ (FE = 30% -0.735 V ವರ್ಸಸ್ RHE) (89).ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು CuI-ಪಡೆದ Cu ನ್ಯಾನೊಫೈಬರ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ H2 ನ ಟ್ರ್ಯಾಪಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ C2H6 ನ FE ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

(A ನಿಂದ C) ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಅಥವಾ ರಚನೆ ಪರಿಣಾಮಗಳು.(ಎ) ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ (ಎಡ ಅಕ್ಷ) ಮತ್ತು ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರುವ (ನೆಡ್ಜ್) ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನುಪಾತವು (100) ಸಮತಲದ (ಎನ್ 100) (ಬಲ ಅಕ್ಷ) ಅಂಚಿನ ಉದ್ದಕ್ಕೆ (ಡಿ) ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಿದೆ.ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (58) ಅವರ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(B) ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಯೋಜನೆಯು pH ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು.ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (68) ಅವರ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(C) ವಿಭಿನ್ನ ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಆಳಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೆಸೊಪೋರ್ ತಾಮ್ರದ ಉತ್ಪನ್ನ ಆಯ್ಕೆ.ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (32) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(D ನಿಂದ H) ಲಿಗಾಂಡ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು.(D ಮತ್ತು E) ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ (Cu NW) ಮೇಲೆ ECR ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು (D) ಅಥವಾ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳು (E) ನಲ್ಲಿ −1.9 V. ರಾಯಲ್ ಸೊಸೈಟಿ ಆಫ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಿಂದ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (35).(F) Cu(35) ನಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಹೊರಹೀರುವಿಕೆ ವಿಭವಗಳೊಂದಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಹಾಲೈಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ C2H4 ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರಗಳು.ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (91).NHE, ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ.(G) KOH ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ವಿವಿಧ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ C2H4 ಮತ್ತು CO ನ FE ಮತ್ತು (H) KOH ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ವಿವಿಧ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ C2H4 ನ ಟಾಫೆಲ್ ಇಳಿಜಾರು.(G) ಮತ್ತು (H) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್ ​​ಫಾರ್ ದಿ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ (AAAS) ನಿಂದ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (33).

ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾರ್ಪಾಡು ECR ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಸಿದ್ಧ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ.ಈ ತಂತ್ರವು ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಬಹುದು, ಇದು ಮೇಲ್ಮೈ ಲಿಗಂಡ್ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಮುಖ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.ECR (35) ಅನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಅಮೈನ್ ಮಾರ್ಪಾಡು ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ.ಗ್ಲೈಸಿನ್ (ಗ್ಲೈ), ಡಿಎಲ್-ಅಲನೈನ್ (ಅಲಾ), ಡಿಎಲ್-ಲ್ಯೂಸಿನ್ (ಲಿಯು), ಡಿಎಲ್-ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ (ಟೈರ್), ಡಿಎಲ್-ಅರ್ಜಿನೈನ್ (ಆರ್ಗ್), ಮತ್ತು ಡಿಎಲ್-ಟ್ರಿಪ್ಟೊಫಾನ್ (ಟಿಆರ್‌ಪಿ) ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿ (35).Fig. 5D ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಎಲ್ಲಾ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರಿತ ಲಿಗಂಡ್‌ಗಳು C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ.ಅಂತಹ ವರ್ಧನೆಯು ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲದಲ್ಲಿನ ─COOH ಮತ್ತು ─NH2 ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳು ECR ನ ವರ್ಧಿತ ಆಯ್ಕೆಗೆ ಬಹುಶಃ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.Cu ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳ ಹೊರಹೀರುವಿಕೆಯನ್ನು ─COOH ಮತ್ತು ─NH2 ಗುಂಪುಗಳ (35, 90) ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹಿಂದಿನ ವರದಿಗಳು ವಿವರಿಸಿವೆ.─COOH ಗುಂಪನ್ನು ಮಾತ್ರ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ಟಿಯರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (C17H35COOH, RCO2H), ─COOH ನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆ.─COOH ಅಥವಾ ─NH2 ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರದ ಎ-ಆಂಥ್ರಾಕ್ವಿನೋನ್ ಡೈಜೋನಿಯಮ್ ಉಪ್ಪು (AQ), ಒ-ನೈಟ್ರೊಬೆಂಜೀನ್ ಡೈಜೋನಿಯಮ್ ಉಪ್ಪು (PhNO2), ಮತ್ತು ಡೊಡೆಸಿಲ್ ಮರ್ಕ್ಯಾಪ್ಟಾನ್ (C12H25SH, RSH) ನಂತಹ ಇತರ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳನ್ನು ಸಹ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವೆಲ್ಲವೂ C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ FE ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿಲ್ಲ (Fig. 5E).ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ─NH3+ ಗುಂಪುಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳಂತಹ ಪ್ರಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ *CHO ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಆಡ್ಸೋರ್ಬ್ಡ್ ಜ್ವಿಟೆರಿಯಾನಿಕ್ ಗ್ಲೈಸಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದೆ.ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಕ್ಕೆ ಹಾಲೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳ ಪರಿಚಯವು ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಇನ್ನೊಂದು ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ (91, 92).Fig. 5F ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಸಕ್ರಿಯ Cu ನಲ್ಲಿ C2H4 ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವನ್ನು ಹಾಲೈಡ್ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.Cu(100) ಮುಖದ ಮೇಲೆ I−, Br−, ಮತ್ತು Cl− ಗಳ ಅನುಗುಣವಾದ ಹೊರಹೀರುವಿಕೆ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿ, I− ಅಯಾನು Br− ಮತ್ತು Cl− ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ (91).ಹಾಲೈಡ್‌ಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನು ಕೂಡ C2H4 ಆಯ್ಕೆಯ ಮೇಲೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಸಾರ್ಜೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (33) ಹರಿವಿನ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (KOH) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ (10 M ವರೆಗೆ) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ~70% FE ನೊಂದಿಗೆ CO2-ಟು-C2H4 ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.Fig. 5G ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, 10 M KOH ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಲ್ಲಿ CO ಮತ್ತು C2H4 ನ ಆರಂಭದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು 1 M KOH ನಲ್ಲಿ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, C2H4 ರಚನೆಯ ಟಾಫೆಲ್ ಇಳಿಜಾರುಗಳು (Fig. 5H) ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು (135 mV ದಶಕ-1 M KOH ನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 65 mV ದಶಕ-10 M KOH ನಲ್ಲಿ), ಇದು ಒಟ್ಟಾರೆ ದರದ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ- ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಹಂತ.ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಿದ್ಧಾಂತದ (DFT) ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು CO ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಬಂಧಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊರಹೀರುವ OCCO ಮಧ್ಯಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಅಸಮತೋಲನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಿತು.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, OCCO ಮಧ್ಯಂತರವು ಬಲವಾದ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಕರ್ಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸ್ಥಿರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್‌ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ಎಥೆನಾಲ್ (CH3CH2OH) ನಂತಹ C2+ ಆಮ್ಲಜನಕಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಬೆಲೆಬಾಳುವ ECR ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ವರ್ಗವಾಗಿದೆ.ಎಥೆನಾಲ್‌ನ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಶಕ್ತಿ-ತೀವ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಎಥಿಲೀನ್ ಅಥವಾ ಕೃಷಿ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ಬಳಸುತ್ತದೆ (40).ಹೀಗಾಗಿ, CO2 ನಿಂದ ಎಥೆನಾಲ್ ಅಥವಾ ಇತರ C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಬಹಳಷ್ಟು ಆರ್ಥಿಕ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಅರ್ಥವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.ECR ನಿಂದ ಎಥೆನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು C2H4 ನೊಂದಿಗೆ ಅಂತಿಮ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಂಡಿರುವುದರಿಂದ *C2H3O (43), ಈ ಮಧ್ಯಂತರದ ಆಯ್ದ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣವು C2H4 ನಿಂದ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಿಗೆ ECR ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು (64).ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಆಯ್ಕೆಯು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ (31, 37, 39, 41, 42, 67).ಹೀಗಾಗಿ, ಈ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, 25% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್ FE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ವಿನ್ಯಾಸ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ನಾವು ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.

ಮೇಲೆ ಚರ್ಚಿಸಿದಂತೆ, ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು.C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳಿಗೆ (38, 93, 94) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಇದೇ ರೀತಿಯ ಆದರೆ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Ag-incorporated Cu-Cu2O ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಎಥೆನಾಲ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಥೆನಾಲ್ FE 34.15% (95).Ag/Cu ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತದ ಬದಲಿಗೆ ಹಂತ-ಸಂಯೋಜಿತ Ag-Cu ಮಿಶ್ರಲೋಹದಲ್ಲಿನ ಬೈಫಾಸಿಕ್ ಗಡಿಯನ್ನು ಎಥೆನಾಲ್ನ ಆಯ್ದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ.Cu ಸೈಟ್ ಒಂದು ಹಂತ-ಮಿಶ್ರಿತ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ (Ag-Cu2OPB) Ag ಸೈಟ್‌ಗೆ ಬಹಳ ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಹಂತ-ಮಿಶ್ರಿತ ಮಾದರಿಗೆ ಎಥೆನಾಲ್ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳ ರಚನೆಯ ದರವನ್ನು ಹಂತ-ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ ಒಂದಕ್ಕೆ (Ag-Cu2OPS) ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಉತ್ತೇಜಿಸಬಹುದು. ), ಉತ್ತಮ ಎಥೆನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.ಎಥೆನಾಲ್ ಜೊತೆಗೆ, Cu-Ag ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ NP ಗಳು ಬೆಂಜೊಟ್ರಿಯಾಜೋಲ್ (93) ಸೇರ್ಪಡೆಯೊಂದಿಗೆ CO2 ಅನ್ನು ಅಸಿಟೇಟ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಹ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ.RHE ವಿರುದ್ಧ −1.33 V ನಲ್ಲಿ, ಅಸಿಟೇಟ್‌ನ FE 21.2% ಆಗಿತ್ತು.ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸಂಭಾವ್ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ: ಒಂದು CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು CO ಅಳವಡಿಕೆಯ ಮೇಲೆ, ಸಕ್ರಿಯ Ag ಸೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ CO ಮಧ್ಯಂತರ ರಚನೆಯ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಎಥೆನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ (38) Cu-Zn ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ (Fig. 6, A ಮತ್ತು B) ಇದೇ ರೀತಿಯ ವೀಕ್ಷಣೆ ವರದಿಯಾಗಿದೆ.Zn-Cu ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ Zn ನ ವಿಷಯವನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ಎಥೆನಾಲ್ ವಿರುದ್ಧ C2H4 FE ಅನುಪಾತವನ್ನು 0.48 ರಿಂದ 6 ರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದು C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್ ರಚನೆಗೆ CO- ವಿಕಾಸಗೊಳ್ಳುತ್ತಿರುವ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ರಚನೆಯು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಒತ್ತಡದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅಪೇಕ್ಷಿಸದಿರಬಹುದು.ಹೀಗಾಗಿ, ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಕಡೆಗೆ ನೇರ ಮಾರ್ಗವು ಕೆಲವು ಗುರಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.ಜರಾಮಿಲ್ಲೊ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (96) ಸರಳೀಕೃತ Au-Cu ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರು, ಟಂಡೆಮ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಚಿನ್ನದ NP ಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನಲ್ಲಿ ನೇರ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು.ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ Au-Cu ಸಿನರ್ಜಿಸ್ಟಿಕ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಶುದ್ಧ ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಚಿನ್ನ ಮತ್ತು Au-Cu ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ.Cu ಫಾಯಿಲ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ Au-Cu ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು CO ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿರುವ Au NP ಗಳ (Fig. 6C) ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಸ್ಥಳೀಯ CO ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ.CO ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಚಿನ್ನವು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, Au-Cu ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲೆ ವರ್ಧಿತ C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವು ಒಂದು ಟಂಡೆಮ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಚಿನ್ನದ NP ಗಳು Cu ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳೀಯ CO ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.ಮುಂದೆ, ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಸ್ಥಳೀಯ CO ಅಣುಗಳನ್ನು Cu ಮೂಲಕ C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

(A ನಿಂದ C) ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಪರಿಣಾಮಗಳು.(A) ಎಥೆನಾಲ್ ಮತ್ತು C2H4 ನ ಗರಿಷ್ಠ FE ಮತ್ತು ವಿವಿಧ Cu-Zn ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ ಮೇಲೆ ಎಥೆನಾಲ್ ಮತ್ತು ಎಥಿಲೀನ್‌ನ FE ಅನುಪಾತ.(B) ವಿವಿಧ Cu-Zn ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳ ಮೇಲೆ ಎಥೆನಾಲ್ನ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ.(A) ಮತ್ತು (B) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (38).(C) ಚಿನ್ನ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು Au-Cu ಬೈಮೆಟಾಲಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲೆ CO2 ಕಡಿತ ಮತ್ತು CO ವಿಕಸನ ದರಗಳು.ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (96) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(D ನಿಂದ L) ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಅಥವಾ ರಚನೆ ಪರಿಣಾಮಗಳು.(D) ಲೋಹದ ಅಯಾನ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ವಿಧಾನದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿವರಣೆ.(E ಮತ್ತು F) ECR ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪೂರ್ವಭಾವಿ ಕಡಿತದ ಮೊದಲು (E) ಮತ್ತು ನಂತರ (F) 100-ಚಕ್ರ Cu ನ SEM ಚಿತ್ರಗಳು.(G) TEM ಮತ್ತು ಆಯ್ದ-ಪ್ರದೇಶದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ Cu(100) ಅನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು (H) Cu(100), Cu(111), ಮತ್ತು Cu(211) ಅಂಶಗಳ ಮೇಲೆ *OCCO ಮತ್ತು *OCCHO ರಚನೆಗೆ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದೆ.(D) ನಿಂದ (G) ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (42) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(I) Cu(111), Cu(751), ಮತ್ತು Cu(100) ಮೇಲಿನ ವಿಭವದ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಅನುಪಾತ.(J) Cu(111), Cu(100), ಮತ್ತು Cu(751) ಗಾಗಿ ಸಮನ್ವಯ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು.(I) ಮತ್ತು (J) ನ್ಯಾಷನಲ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ (97) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(ಕೆ) Cu NP ಗಳಿಂದ ಘನ-ತರಹದ ತಾಮ್ರಕ್ಕೆ ರೂಪಾಂತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಯೋಜನೆ.ನ್ಯಾಷನಲ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ (98) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(L) ECR ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ನ್ಯಾನೊಡೆಂಡ್ರಿಟಿಕ್ ತಾಮ್ರದ SEM ಚಿತ್ರಗಳು.ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (99).

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸ್ಫಟಿಕ ಅಂಶಗಳ ಆಯ್ದ ಮಾನ್ಯತೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ECR ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ ವರ್ಧಿತ FE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ನೇರವಾದ ವಿಧಾನವಾಗಿ ಮತ್ತು ಮೂಲಭೂತ ತಿಳುವಳಿಕೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ.ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಸರಳ ಆದರೆ ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸವಾಲಾಗಿದೆ.ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಾಗಿ ಗ್ಯಾಲ್ವನೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ (GCD) ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದಿಂದ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಪಡೆದ ನಮ್ಮ ಗುಂಪು Cu ವೇಗವರ್ಧಕದ (42) ಸ್ಫಟಿಕ ಮುಖವನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲು ಲೋಹದ ಅಯಾನ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು (Fig. 6D) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ.100 GCD ಆವರ್ತಗಳ ನಂತರ, ದಟ್ಟವಾದ Cu ನ್ಯಾನೊಕ್ಯೂಬ್ ರಚನೆಯು Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನಲ್ಲಿ ತೆರೆದ (100) ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ (Fig. 6, E ನಿಂದ G) ರಚನೆಯಾಯಿತು.100-ಸೈಕಲ್ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಒಟ್ಟಾರೆ C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ FE ಅನ್ನು 30% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು 20 mA cm−2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಿತು.ಆದಾಗ್ಯೂ, (100) ಅಂಶದ ಕಡಿಮೆ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ 10-ಚಕ್ರ Cu C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ FE ~10% ಅನ್ನು ಮಾತ್ರ ನೀಡಿತು.ಚಿತ್ರ 6H ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ Cu(111) ಮೇಲೆ C─C ಜೋಡಣೆಗೆ Cu(100) ಮತ್ತು ಸ್ಟೆಪ್ಡ್ (211) ಅಂಶಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ ಎಂದು DFT ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ.C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆ (Fig. 6I) (97) ಕಡೆಗೆ ಸಕ್ರಿಯ-ಸೈಟ್ ಮೋಟಿಫ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಒಂದು ಮಾದರಿ ವೇಗವರ್ಧಕ, ವಿಭಿನ್ನ ತೆರೆದ ಮುಖಗಳೊಂದಿಗೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ Cu ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಕಡಿಮೆ ನೆರೆಹೊರೆಯವರಿರುವ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ CO* ಡೈಮರ್ H* ಪರಮಾಣುಗಳ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರಲು ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಕಾರಣ, ಕಡಿಮೆ-ಸಂಯೋಜಿತ Cu ಸೈಟ್‌ಗಳು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್ FE ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ C─C ಸೇರಿಕೊಂಡ ECR ಮಧ್ಯಂತರಗಳು (97).ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ Cu ಫಿಲ್ಮ್ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, Cu(751) ಮುಖದ ಮೇಲೆ ECR ಸುಧಾರಿತ ಆಮ್ಲಜನಕ/ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ದೃಢಪಡಿಸಿದರು.ಈ ವರ್ಧನೆಯು ವಿವಿಧ Cu ಅಂಶಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ Cu ಪರಮಾಣು ರೇಖಾಗಣಿತಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಅನುಗುಣವಾದ ಕಡಿಮೆ ಸರಾಸರಿ ಸಂಘಟಿತ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ (Fig. 6J) ಹೇಳಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ Cu ಪರಮಾಣು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಎರಡು, ನಾಲ್ಕು ಮತ್ತು ಆರು ಹತ್ತಿರದ ನೆರೆಹೊರೆಯವರೊಂದಿಗೆ Cu (751) ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. Cu(100), ಮತ್ತು Cu(111) ಅಂಶಗಳು.ಸಿಟು ಮಾರ್ಫಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್ FE ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣವನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಯಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (98) ಸಕ್ರಿಯ ಘನದಂತಹ Cu ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಸುಧಾರಿತ C─C ಜೋಡಣೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.ವಿವರವಾಗಿ, ವಿವಿಧ ಲೋಡಿಂಗ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೊನೊಡಿಸ್ಪರ್ಸ್ Cu NP ಗಳನ್ನು (6.7 nm) ಇಸಿಆರ್‌ಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಪೇಪರ್ ಬೆಂಬಲದ ಮೇಲೆ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಯಿತು.ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, Cu NP ಲೋಡಿಂಗ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿದ FE ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೋಡಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ದಟ್ಟವಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ Cu NP ಗಳು ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಿತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ರೂಪಾಂತರಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಘನದಂತಹ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನಗಳು ಕೊನೆಯದಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡವು (Fig. 6K).ಹೊಸದಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಈ ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕಲ್ ಆಗಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.ಟಫೆಲ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್ C2 ಉತ್ಪನ್ನ ರಚನೆಗೆ ದರ-ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಹಂತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದೆ, ಆದರೆ n-ಪ್ರೊಪನಾಲ್ ಈ ವೇಗವರ್ಧಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.ನ್ಯಾನೊಡೆಂಡ್ರಿಟಿಕ್ ತಾಮ್ರವು C2+ ಆಮ್ಲಜನಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ (99).ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ, C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ-ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ತಾಮ್ರದ ನ್ಯಾನೊಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ನ (Fig. 6L) ಒಟ್ಟು FE −1.0 V ವರ್ಸಸ್ RHE ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 25% ಆಗಿತ್ತು.13% ರಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ n-ಪ್ರೊಪನಾಲ್ FE ಅನ್ನು −0.9 V ನಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. Cu ಪರಮಾಣುವಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ತಾಮ್ರ-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಚನಾತ್ಮಕ ಅವನತಿಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ, ಇದು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ಕಳಪೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿರತೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ನ್ಯಾನೊಡೆಂಡ್ರಿಟಿಕ್ ತಾಮ್ರವು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಉತ್ತಮ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, 6 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ FE ~24% ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಪರಮಾಣು ಖಾಲಿ ಮತ್ತು ಡೋಪಾಂಟ್‌ಗಳಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳ ದೋಷಗಳು ಅಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ECR ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ, ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕಡೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ (29, 43, 100).ಎಥಿಲೀನ್ ಮತ್ತು ಎಥೆನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅಂತಿಮ ಮಧ್ಯಂತರವಾಗಿರುವ *C2H3O ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು, ಸಾರ್ಜೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (43) ಕೋರ್-ಶೆಲ್ Cu ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು.ಅವರು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಎಥಿಲೀನ್ ಮತ್ತು ಎಥೆನಾಲ್ ರಚನೆಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಡೆತಡೆಗಳು ಆರಂಭಿಕ C─C ಜೋಡಣೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ (0.5-V ಓವರ್ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್) (Fig. 7A) ಹೋಲುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದರು.ಅಂತಹ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ತಾಮ್ರದ ಖಾಲಿ ಜಾಗದ ಪರಿಚಯವು ಎಥಿಲೀನ್ ರಚನೆಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೂ ಇದು ಎಥೆನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ತೋರಿಸಲಿಲ್ಲ (Fig. 7B).ಆದಾಗ್ಯೂ, Fig. 7C ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಖಾಲಿ ಮತ್ತು ಉಪಮೇಲ್ಮೈ ಸಲ್ಫರ್ ಡೋಪಾಂಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಎಥಿಲೀನ್ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು, ಇದು ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್‌ಗೆ ಪ್ರತಿಕೂಲವಾಗಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ಮಾರ್ಪಾಡು ಎಥೆನಾಲ್ ಮಾರ್ಗದ ಮೇಲೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗಿದೆ.ಕೋರ್-ಶೆಲ್ ರಚನೆಯ Cu2S-Cu ಹೇರಳವಾದ ಮೇಲ್ಮೈ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳೊಂದಿಗೆ (Cu2S-Cu-V; Fig. 7D) ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಮತ್ತು ಎಥಿಲೀನ್ ಅನುಪಾತವು ಬೇರ್ Cu NP ಗಳಲ್ಲಿ 0.18 ರಿಂದ ಖಾಲಿ-ಮುಕ್ತ Cu2S-Cu ನಲ್ಲಿ 0.34 ಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ನಂತರ Cu2S-Cu-V ನಲ್ಲಿ 1.21 ಕ್ಕೆ ಏರಿತು, ಆದರೂ ಎಲ್ಲಾ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಿಗೆ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಒಟ್ಟು FE ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ (Fig. 7E) .ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಆಯ್ಕೆಯ ಪ್ರಚಾರವು ಡಿಎಫ್‌ಟಿ ಫಲಿತಾಂಶಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಎಥಿಲೀನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ನಿಗ್ರಹದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ಈ ಅವಲೋಕನವು ಸೂಚಿಸಿತು.ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಲೋಹ-ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲದ ವೇಗವರ್ಧಕಕ್ಕೆ ದೋಷದ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಶುದ್ಧ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುಗಳು ECR ಗೆ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ.ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಾರಜನಕ ಮತ್ತು ಬೋರಾನ್‌ನಂತಹ ಡೋಪಾಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ (31, 43, 100).ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ನ್ಯಾನೊಡೈಮಂಡ್ (NDD) ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಕ್ವಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ವಿತರಿಸಿದರು.(29) ECR ನಿಂದ ಆಯ್ದ ಅಸಿಟೇಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ (Fig. 7F).ಎನ್‌ಡಿಡಿ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಬಳಸುವ ಆರ್‌ಹೆಚ್‌ಇಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಅಸಿಟೇಟ್ ಆರಂಭದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಕಡಿಮೆ -0.36 ವಿ, ಮತ್ತು ಅಸಿಟೇಟ್‌ಗಾಗಿ ಎಫ್‌ಇ 75% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ -0.8 ರಿಂದ -1.0 ವಿ ವರ್ಸಸ್ ಆರ್‌ಹೆಚ್‌ಇ.ಅಂತಹ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಸುಧಾರಣೆಯ ಮೂಲವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ವಿಭಿನ್ನ ಸಾರಜನಕ ವಿಷಯಗಳು ಅಥವಾ ಸಾರಜನಕ ಜಾತಿಗಳೊಂದಿಗೆ NDD/Si ​​ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು (Fig. 7G).ECR ಗಾಗಿ NDD/Si ​​ವೇಗವರ್ಧಕದ ಉತ್ಕೃಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಸನ ಮತ್ತು N ಡೋಪಿಂಗ್‌ಗೆ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು, ಅಲ್ಲಿ N-sp3C ಜಾತಿಗಳು ಅಸಿಟೇಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿವೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕಿನೆಟಿಕ್ ಡೇಟಾ ಮತ್ತು ಇನ್ ಸಿಟು ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅಸಿಟೇಟ್ ರಚನೆಯ ಮುಖ್ಯ ಮಾರ್ಗವು CO2 → *CO2− → *(COO)2 → CH3COO− ಆಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು.ಸಾರಜನಕದ ಜೊತೆಗೆ, ಬೋರಾನ್ ನ್ಯಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಪರಿಶೋಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಮತ್ತೊಂದು ಹೆಟೆರೊಟಾಮ್ ಆಗಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬೋರಾನ್-ಡೋಪ್ಡ್ ನ್ಯಾನೊಡೈಮಂಡ್ (BDD) ಆದ್ಯತೆಯಿಂದ CO2 ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಅಥವಾ ಫಾರ್ಮೇಟ್ (101) ಗೆ ಇಳಿಸಿತು.ಇದಲ್ಲದೆ, ಕ್ವಾನ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (102) ಬೋರಾನ್ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಸಹ-ಡೋಪ್ಡ್ ನ್ಯಾನೋಡೈಮಂಡ್ (BND) ECR ಮೇಲೆ ಸಿನರ್ಜಿಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು BDD ಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಆಯ್ದ ಎಥೆನಾಲ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.BND1, BND2, ಮತ್ತು BND3 ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಸಾರಜನಕ ವಿಷಯಗಳು ಮತ್ತು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಬೋರಾನ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ.ಚಿತ್ರ 7H ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, BND3 ವೇಗವರ್ಧಕದಲ್ಲಿ −1.0 V ವರ್ಸಸ್ RHE ನಲ್ಲಿ 93% ವರೆಗೆ ಎಥೆನಾಲ್‌ನ ಅತ್ಯಧಿಕ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇದು ಅತ್ಯಧಿಕ ಸಾರಜನಕ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.BND ಮೇಲಿನ C─C ಜೋಡಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಉಷ್ಣಬಲವಾಗಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಬೋರಾನ್ ಪರಮಾಣು CO2 ಅನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಡೋಪಾಂಟ್ ಎಥೆನಾಲ್ ಕಡೆಗೆ ಮಧ್ಯಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.ಹೆಟೆರೊಟಾಮ್-ಡೋಪ್ಡ್ ನ್ಯಾನೊಡೈಮಂಡ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯೊಂದಿಗೆ CO2 ಅನ್ನು ಮಲ್ಟಿಕಾರ್ಬನ್ ಆಮ್ಲಜನಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ನಿಧಾನಗತಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಅದರ ECR ಚಟುವಟಿಕೆಯು ತುಂಬಾ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ (ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 2 mA cm−2 ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ).ವಜ್ರ-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ವಸ್ತುವು ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ.ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಚಿನ ಪಿರಿಡಿನಿಕ್ N ಸೈಟ್‌ಗಳನ್ನು C─C ಜೋಡಣೆಗಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ಸೈಟ್‌ಗಳಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ (103).ಎಡ್ಜ್ ಸೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪಿರಿಡಿನಿಕ್ N ಇರುವಿಕೆಯು CO2 ಅನ್ನು CO ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು, ಇದನ್ನು C2+ ಅಣುಗಳಾಗಿ (Fig. 7I) ಸೇರಿಸಬಹುದು.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, *C2O2 ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ಕಾರ್ಬನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡು C ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪಿರಿಡಿನಿಕ್ N ಮತ್ತು ಅದರ ಪಕ್ಕದ C ಪರಮಾಣು (103) ಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ನಂತರ ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್ (NGQD) ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು (31) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲಾಯಿತು.ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಪುಡಿಮಾಡಿದ ನಂತರ (1 ರಿಂದ 3 μm) (Fig. 7J), 1- ರಿಂದ 3-nm NGQD ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಅಂಚಿನ ಸೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪಿರಿಡಿನಿಕ್ N ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮೂರು ಆದೇಶಗಳ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.−0.78 V ವರ್ಸಸ್ RHE, C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ FE 26% ವರೆಗೆ ತಲುಪಬಹುದು.ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಚಿತ್ರ 7K ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, C2+ ಆಕ್ಸಿಜನೇಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 40 mA cm−2 ಗೆ −0.86 V ಮತ್ತು RHE ಗಿಂತ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ, ಇದು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ನ್ಯಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ.ಹೋಲಿಸಿದರೆ, N-ಮುಕ್ತ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು N-ಡೋಪ್ಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್, ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಅಂಚಿನ ಸೈಟ್ ಪಿರಿಡಿನಿಕ್ N ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ H2, CO ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

(A to C) ಗಿಬ್ಸ್ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ *C2H3O ನಿಂದ ಎಥಿಲೀನ್ ಮತ್ತು ತಾಮ್ರಕ್ಕೆ ಎಥೆನಾಲ್, ಖಾಲಿ ಇರುವ ತಾಮ್ರ, ಮತ್ತು ತಾಮ್ರದ ಖಾಲಿ ಜಾಗ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಸಲ್ಫರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ತಾಮ್ರ.(D) Cu2S-Cu-V ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿವರಣೆ.(E) C2+ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಥಿಲೀನ್‌ನ FE, ಹಾಗೆಯೇ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳ FE ಅನುಪಾತ ಆಲ್ಕೀನ್‌ಗಳು.(A) ನಿಂದ (E) ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (43) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(ಎಫ್) NDD ಯ SEM ಚಿತ್ರ.(ಜಿ) ವಿಭಿನ್ನ ಸಾರಜನಕ ವಿಷಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಎನ್‌ಡಿಡಿಯಲ್ಲಿ ಅಸಿಟೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮೇಟ್‌ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರಗಳು.% ನಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣು%.(ಎಫ್) ಮತ್ತು (ಜಿ) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (29).(H) −1.0 V ನಲ್ಲಿ NDD, BDD ಮತ್ತು BND ಗಳಿಗೆ FE ಗಳು. ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (102) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(I) NGQD ಗಳಲ್ಲಿ C─C ಜೋಡಣೆಗಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿವರಣೆ.(I) ಅನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ (103).(ಜೆ) NGQD ಗಳ TEM ಚಿತ್ರ.ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್‌ಗಳು, 1 nm.(ಕೆ) NGQD ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ವಿವಿಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು.(ಜೆ) ಮತ್ತು (ಕೆ) ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (31) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಮೀರಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಗಾಗಿ.ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾದ C2+ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನವೀನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಕ್ಷನ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಈ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, ನಾವು ECR ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್/ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ.

H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಲ್ಯಾಬ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳ ಸುಲಭ ಜೋಡಣೆ, ಸುಲಭ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.ಜೀವಕೋಶಗಳು ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ಚೇಂಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಅಯಾನು-ವಿನಿಮಯ ಮೆಂಬರೇನ್ (104, 105) ಮೂಲಕ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ.ಈ H-ಮಾದರಿಯ ಕೋಶದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿನ ಕಡಿಮೆ CO2 ಕರಗುವಿಕೆ, ಇದು ಸುತ್ತುವರಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೇವಲ 0.034 M ಆಗಿದೆ, ಇದು j <100 mA cm−2 (64) ನ ಸೀಮಿತ CO2 ಕಡಿತ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ಸೀಮಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಇಂಟರ್ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ದೂರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಇತರ ಆಂತರಿಕ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಸಂಶೋಧನಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ವಿಫಲವಾಗಿವೆ (105, 106).C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ, H-ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಉದಾ, 32% ಎಥಿಲೀನ್‌ಗೆ -0.98 V ವರ್ಸಸ್ RHE (107), 13.1% n-propanol ಗೆ -0.9 V ವರ್ಸಸ್ RHE (99), ಮತ್ತು 20.4% ಎಥೆನಾಲ್‌ಗೆ −0.46 V ವಿರುದ್ಧ RHE (108), ಗಂಭೀರ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಸನದಿಂದಾಗಿ.

ಮೇಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಫ್ಲೋ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ (15, 109).ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಅನಿಲ CO2 ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಸಾಮೂಹಿಕ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ದರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (104, 110).ಚಿತ್ರ 8A ಹರಿವಿನ ಕೋಶದ ವಿಶಿಷ್ಟ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (PEM) ಎರಡು ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಮಾಡಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭಜಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಗ್ಯಾಸ್ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ (GDE) ಮೇಲೆ ನಿಶ್ಚಲಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಅನಿಲ CO2 ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್, ಉದಾಹರಣೆಗೆ 0.5 M KHCO3, ವೇಗವರ್ಧಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು PEM ನಡುವಿನ ತೆಳುವಾದ ಪದರದೊಳಗೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ ವಿಕಸನ ಕ್ರಿಯೆಗೆ (43, 110) ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಆನೋಡ್ ಭಾಗವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಿಚಲನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಈ ಪೊರೆ-ಆಧಾರಿತ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ತಮವಾದ ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಾರ್ಜೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (43) ಚಿತ್ರ 8 (B ನಿಂದ E) ನಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಿಸಿದಂತೆ H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕೋಶ ಎರಡರಲ್ಲೂ Cu2S-Cu-V ವೇಗವರ್ಧಕದ ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಿದರು.H-ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ FE 41% ಆಗಿದ್ದು, RHE ವಿರುದ್ಧ -0.95 V ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ~30 mA cm−2 ಒಟ್ಟು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ FE 53% ಕ್ಕೆ ಏರಿತು, ಜೊತೆಗೆ ಒಟ್ಟು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸುಲಭವಾಗಿ 400 mA cm−2 ಅನ್ನು -0.92 V ಅಡಿಯಲ್ಲಿ RHE ವಿರುದ್ಧ ಹರಿವಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಮೀರುತ್ತದೆ.ಫ್ಲೋ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಂತಹ ಗಮನಾರ್ಹ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ವರ್ಧಿತ CO2 ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ನಿಗ್ರಹಿಸಿದ ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಹೇಳಬಹುದು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಥಳೀಯ ಗ್ಯಾಸ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್-ಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಟ್ರಿಪಲ್-ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿದೆ.

(A) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್‌ನ ಝೂಮ್-ಇನ್ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಫ್ಲೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ನ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.(A) ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (30) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(B to E) H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕೋಶವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಹೋಲಿಕೆ.(B) ನಿಂದ (E) ನೇಚರ್ ಪಬ್ಲಿಷಿಂಗ್ ಗ್ರೂಪ್ (43) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(F ನಿಂದ H) ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.(ಎಫ್) ನಿಂದ (ಎಚ್) ಜಾನ್ ವೈಲಿ ಮತ್ತು ಸನ್ಸ್ (30) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.(I ರಿಂದ K) ಪಾಲಿಮರ್ ಆಧಾರಿತ ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ.(I) ನಿಂದ (K) ಗೆ AAAS (33) ಅನುಮತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಶೂನ್ಯ ಅಂತರ ಕೋಶವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ವರ್ಗವಾಗಿದೆ, ಇದು ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಡುವೆ ಅಯಾನು-ವಿನಿಮಯ ಮೆಂಬರೇನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಒತ್ತುತ್ತದೆ.ಈ ಸಂರಚನೆಯು ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ (110).ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ನೀಡಲಾದ ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್‌ಗಳು CO2-ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಅಥವಾ ಆರ್ದ್ರೀಕೃತ CO2 ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಆಗಿರಬಹುದು.CO2 ಕಡಿತ ಪ್ರಭೇದಗಳಿಗೆ (111) ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಗಾಗಿ ನೀರಿನ ಆವಿ ಅಥವಾ ಜಲೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಗುಟೈರೆಜ್-ಗುಯೆರಾ ಮತ್ತು ಇತರರು.(109) ಶೂನ್ಯ ಅಂತರ ಕೋಶದಲ್ಲಿ Cu-AC ಹೈಬ್ರಿಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಿದೆ ಮತ್ತು ಅಸೆಟಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ 60% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಮುಖ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ.ಈ ಸಾಧನದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಹರಿವಿನ ಮೇಲೆ ಒತ್ತಡ ಹೇರುವುದು ತುಂಬಾ ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ CO2 ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರಗಳು (110) ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶೂನ್ಯ ಅಂತರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ವೇಗವರ್ಧಿತ ಅಯಾನು ವಿನಿಮಯ ದರವು ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಆಮ್ಲೀಕರಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು CO2 ಕಡಿತ (112) ಬದಲಿಗೆ H2 ವಿಕಾಸದ ಕಡೆಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು, ಝೌ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (112, 113) CO2 ಕಡಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬಳಿ ಸರಿಯಾದ pH ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ನಡುವೆ ಪರಿಚಲನೆಯುಳ್ಳ ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಬಫರ್ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರು.ಅಸಿಟೋನ್, ಎಥೆನಾಲ್ ಮತ್ತು ಎನ್-ಪ್ರೊಪನಾಲ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಶೂನ್ಯ ಅಂತರದ ಕೋಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿವಿಧ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲಾಗಿದ್ದರೂ, FEಗಳು ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿವೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ವರದಿಯಾದ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ C1 ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಶೂನ್ಯ ಅಂತರ ಕೋಶದ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯು ಇನ್ನೂ ಚರ್ಚೆಯಲ್ಲಿದೆ (110).

ಇದಲ್ಲದೆ, ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶಗಳು (MEC ಗಳು) ಕೆನಿಸ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (39, 114) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಹೆಚ್ಚು ಆಕರ್ಷಕವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಸಂರಚನೆಯಾಗಿದೆ.ಈ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ, ಪೊರೆಯು ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಹರಿಯುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸ್ಟ್ರೀಮ್‌ನಿಂದ ತುಂಬಿದ ತೆಳುವಾದ ಜಾಗದಿಂದ (<1 ಮಿಮೀ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿ) ಬದಲಾಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.CO2 ಅಣುಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬಳಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಹರಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಎರಡು ಸ್ಥಿರ GDE ಗಳನ್ನು ಹರಿಯುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಿಂದ ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.ಮೆಂಬರೇನ್-ಆಧಾರಿತ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, MEC ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೆಂಬರೇನ್ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ನೀರಿನ ನಿರ್ವಹಣೆಯನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಆನೋಡ್ ಡ್ರೈ-ಔಟ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಡ್ರ್ಯಾಗ್‌ನಿಂದಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಗಣೆ (115).ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ, ಗಮನಾರ್ಹ ಅರ್ಹತೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಧನೆಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಮೂಲ MEC ಗಳಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಧ್ಯಯನಗಳು C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ.ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಸಮೀಪದಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಬರಿದುಹೋಗುವ ಅಥವಾ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಿಂದ ತೊಳೆಯಲ್ಪಡುವ "ಫ್ಲೋಟಿಂಗ್" ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಇದು ಬಹುಶಃ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಬದಲಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಬಹು ಪ್ರೋಟಾನ್ C2+ ರಚನೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಕೆಳಗಿನ ನಿದರ್ಶನದಿಂದ ಊಹಾಪೋಹವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಬಹುದು.2016 ರಲ್ಲಿ, ಕೆನಿಸ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (31) ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ MEC ಯಲ್ಲಿ CO2 ಅನ್ನು C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಕಡಿತಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದರಲ್ಲಿ NGQD ಗಳು CO2 ಅಣುಗಳನ್ನು C2+ ಗೆ 55% FE (31% ಎಥಿಲೀನ್, 14% ಎಥೆನಾಲ್‌ಗೆ, ಅಸಿಟೇಟ್‌ಗೆ 6% ಮತ್ತು n-ಪ್ರೊಪನಾಲ್‌ಗೆ 4%) 1 M KOH ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ RHE ವಿರುದ್ಧ −0.75 V ಯ ಅನ್ವಯಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಪರಿಸರವು ಉತ್ಪನ್ನದ ಆಯ್ಕೆಯ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಜಿಯಾವೊ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (30) ನ್ಯಾನೊಪೊರಸ್ Cu ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅದರ ECR ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ವಿವಿಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗಳನ್ನು (KHCO3, KOH, K2SO4, ಮತ್ತು KCl) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೆಂಬರೇನ್-ಆಧಾರಿತ MEC ಯಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು.ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ (KOH) CO2 ಕಡಿತವು ಚಿತ್ರ 8 (F ಮತ್ತು G) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು C2+ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದರು.1 M KOH ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ RHE ವಿರುದ್ಧ -0.67 V ನಲ್ಲಿ, C2+ ಗಾಗಿ ಪಡೆದ FE 653 mA cm−2 ನ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ 62% ವರೆಗೆ ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ CO2 ಕಡಿತಗಳಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾಗಿರುವ ಅತ್ಯಧಿಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ.ಎಥಿಲೀನ್ (38.6%), ಎಥೆನಾಲ್ (16.6%), ಮತ್ತು n-ಪ್ರೊಪನಾಲ್ (4.5%) ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಸಿಟೇಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಮುಖ್ಯ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾಗಿವೆ.C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೇಲ್ಮೈ pH ಮತ್ತು FE ನಡುವೆ ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧವಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಸೆಳೆದರು: ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಮೈ pH, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಇಳುವರಿ, ಚಿತ್ರ 8H ನಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವು ಸಮೀಪದ-ಮೇಲ್ಮೈ OH− ಅಯಾನುಗಳು C─C ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ (31).

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಜೊತೆಗೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಅಂತಿಮ ECR ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.ನಾವು ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದಂತೆ, ಹೆಚ್ಚು ಕ್ಷಾರೀಯ KOH ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ H- ಮಾದರಿಯ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.KOH ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೇಲೆ ತೆಳುವಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಲೇಪನದ ನಡುವೆ ಓಹ್ಮಿಕ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C2+ ರಚನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ (31).DFT ಫಲಿತಾಂಶಗಳು OH− ಅಯಾನುಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು CO ಡೈಮರೈಸೇಶನ್‌ಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ C2+ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C1 ಮತ್ತು H2 ರಚನೆಯಿಂದ ಸ್ಪರ್ಧೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ (30, 33).ಆದಾಗ್ಯೂ, H- ಮಾದರಿಯ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಷಾರೀಯ KOH ಅನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ.ಏಕೆಂದರೆ CO2 ಸ್ಟ್ರೀಮ್‌ಗಳು KOH ದ್ರಾವಣಗಳೊಂದಿಗೆ ವೇಗವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು H- ಮಾದರಿಯ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ (30) ತಟಸ್ಥ pH ನೊಂದಿಗೆ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತವೆ.ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಒಮ್ಮೆ CO2 GDE ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಣಗೊಂಡಾಗ, CO2 ಅಣುಗಳನ್ನು ಟ್ರಿಪಲ್ ಬೌಂಡರಿ ಹಂತದಲ್ಲಿ (CO2-ಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್) ತಕ್ಷಣವೇ ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸೇವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೇ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಕಳಪೆ ಬಫರಿಂಗ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸ್ಥಾಯಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಸಂರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸುತ್ತ pH ಅನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ರಿಫ್ರೆಶ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿನ pH ಏರಿಳಿತವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ (33, 116).

ECR ಒಂದು ಪ್ರಸರಣ-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಒತ್ತಡವು ಬೃಹತ್ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ CO2 ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಧಿಕ-ಒತ್ತಡದ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಆಟೋಕ್ಲೇವ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ CO2 (60 atm ವರೆಗೆ) ಕೋಶಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು, ಇದು FE ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ C2+ (117) ಎರಡರಲ್ಲೂ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. , 118).ಎಥಿಲೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಹೊಂದಿರುವ Cu ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು 30 ಎಟಿಎಂ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 163 mA cm−2 ಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಕಾಟಾ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (119) ತೋರಿಸಿದರು.ಅನೇಕ ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು (ಉದಾ, Fe, Co, ಮತ್ತು Ni), ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ C2+ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಯಾವುದೇ ಚಟುವಟಿಕೆಯಿಲ್ಲದೆ, CO2 ಅನ್ನು ಎಥಿಲೀನ್, ಈಥೇನ್, ಪ್ರೋಪೇನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮದ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಎತ್ತರದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ತಗ್ಗಿಸಬಹುದು.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ (117, 120) CO2 ಲಭ್ಯತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಆಯ್ಕೆಯು CO2 ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮುಖ್ಯ ಕಡಿಮೆಯಾದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು H2 ನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳಿಗೆ (C2+ ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು) ಮತ್ತು ಕೊನೆಯದಾಗಿ CO/HCOOH ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿದ CO2 ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, CO2 ಒತ್ತಡವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬೇಕು ಏಕೆಂದರೆ ಅತಿಯಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ CO2 ಒತ್ತಡವು ಅತಿಯಾದ ಅಥವಾ ಸೀಮಿತವಾದ CO2 ಪ್ರಸರಣ ದರವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು CO/HCOOH ಅಥವಾ H2 ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಮಧ್ಯಂತರ CO ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣ ಮಾತ್ರ C─C ಸಂಯೋಜಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C2+ ಉತ್ಪನ್ನದ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ (119).

ಸುಧಾರಿತ ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾದಂಬರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಆಯ್ದ C2+ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ನಿರ್ದೇಶನವಾಗಿದೆ.ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ರಂಧ್ರಗಳಿಲ್ಲದ ಲೋಹದ ಹಾಳೆಗಳು ಮತ್ತು ನಿಧಾನಗತಿಯ ಸಮೂಹ ವರ್ಗಾವಣೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತವೆ (26, 105).ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣಗಳಿಗೆ CO2 ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಳಪೆ ಕೋಶ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು GDE ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು (121).ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ GDE ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪದರ (CL) ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ಪದರವನ್ನು (GDL) ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 8A (30, 33) ನ ಕೆಳಗಿನ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.GDE ಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಅನಿಲ-ದ್ರವ-ವೇಗವರ್ಧಕ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಜೀವಕೋಶದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.ಸರಂಧ್ರ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಪೇಪರ್) ಜೋಡಿಸಲಾದ GDL ಹೇರಳವಾದ CO2 ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತ್ವರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಪ್ರಸರಣ ದರವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.ಇದು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು CL ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗೆ (121) ಕಡಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ನಿರೋಧಕ ಸಾರಿಗೆ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.ಡ್ರಾಪ್ ಕ್ಯಾಸ್ಟಿಂಗ್, ಏರ್ಬ್ರಶಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೆಪೊಸಿಷನ್ GDE ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಾಗಿವೆ (122).C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ CO2 ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿ GDEಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, ಅನುಕೂಲಕರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಲಾದ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳು ಎಲ್ಲಾ GDE ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ.1990 ರ ಹಿಂದೆಯೇ, ಸ್ಯಾಮೆಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (123) Cu-ಲೇಪಿತ GDE ಗಳು 667 mA cm−2 ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಎಥಿಲೀನ್‌ಗೆ 53% ನ ಹೆಚ್ಚಿನ FE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದರು.ಎಥಿಲೀನ್ ಮತ್ತು ಎಥೆನಾಲ್‌ನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಯಾವಾಗಲೂ Cu-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ಎಥೆನಾಲ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಎಥಿಲೀನ್‌ನ ಎತ್ತರದ ಉತ್ಪಾದಕತೆ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು Cu-ಆಧಾರಿತ GDE (25, 36) ನಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.Gewirth ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (36) ಎಥಿಲೀನ್‌ಗೆ 60% ಅತ್ಯುತ್ತಮ FE ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೆಪೊಸಿಟೆಡ್ Cu-Ag GDE ನಲ್ಲಿ 25% ಎಥೆನಾಲ್‌ಗಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಲಾದ FE ಅನ್ನು ತೋರಿಸಿದರು, ಒಟ್ಟು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ~300 mA cm−2 ವಿರುದ್ಧ -0.7 V ಗೆ ತಲುಪಿದಾಗ RHE.ದೊಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಅಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ಅಪರೂಪದ ಕೃತಿ.ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಜಿಡಿಇ-ಸಂಯೋಜಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲು ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಬಹುದು.

GDE ಗಳ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಸಹ ಗಮನಹರಿಸಬೇಕಾದ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಫ್ಲೋ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಸ್ಥಿರವಾದ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.GDE ಗಳೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ CO2-ಟು-C2+ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರೂ, ವೇಗವರ್ಧಕ, GDL ಮತ್ತು ಬೈಂಡರ್ ಪದರಗಳ ದುರ್ಬಲ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಸ್ಥಿರತೆ ಇನ್ನೂ ಕಳಪೆಯಾಗಿದೆ (77, 124).ಜಿಡಿಎಲ್‌ನ ಇಂಗಾಲದ ಮೇಲ್ಮೈಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್‌ನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್‌ಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು, ಇದು ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಎತ್ತರದ ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಇದು ಜಿಡಿಎಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು CO2 ಪ್ರಸರಣ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ (33).ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಪಾಲಿಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ (PTFE) ನ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್ ಅನ್ನು GDE ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ನಫಿಯಾನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ PTFE ಪದರವು ಉತ್ತಮ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ (33).ಸಾರ್ಜೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು (33) ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ PTFE ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ NP ಗಳ ನಡುವೆ Cu ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿದರು, ಇದರಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ PTFE ಪದರವು NP ಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪದರಗಳನ್ನು ನಿಶ್ಚಲಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ (Fig. 8, I ಮತ್ತು J).ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, 75 ರಿಂದ 100 mA cm−2 ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ 7 M KOH ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಎಥಿಲೀನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ FE ಅನ್ನು 70% ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಯಿತು.ಈ ಹರಿವಿನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನ ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಎಥಿಲೀನ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಲ್ಪ ನಷ್ಟದೊಂದಿಗೆ 150 ಗಂಟೆಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ GDE ಗಳಿಗಿಂತ 300 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು, ಚಿತ್ರ 8K ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.ಅಂತಹ ಒಂದು ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ರಚನೆಯು ಅತ್ಯುತ್ತಮ GDE ವಿನ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Cui ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (124) ಎರಡು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ನ್ಯಾನೊಪೊರಸ್ ಪಾಲಿಥೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಂದ ಕ್ಲಿಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಸಕ್ರಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಪದರದೊಂದಿಗೆ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು.ಹೊರಗಿನ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪದರಗಳು ಬೃಹತ್ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಇದು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸುತ್ತ ಸ್ಥಿರವಾದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳೀಯ pH ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.CO2 ಸಾರಿಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಹೀರುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಲ್ಲ ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್ ಸ್ಪೇಸ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಕೂಡ ಅಂತಹ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ (124).ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸರಂಧ್ರತೆ, ಉತ್ತಮ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಸಿಟಿಯಿಂದಾಗಿ GDE ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಸಮೂಹ ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ (77).

ECR ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತೇಜಕ ಪ್ರಗತಿಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ, ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ C2+ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ತಂತ್ರಗಳು ವಿರಳವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ (125).ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ECR ನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಈ ಭರವಸೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಿಸಲು ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಅವಕಾಶಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿವೆ.

ಕಾರ್ಬನ್ ಲೂಪ್ ಅನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಸೌರ ಮುಂತಾದ ಮರುಕಳಿಸುವ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಸೊಗಸಾದ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ, ಕಳೆದ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಮರ್ಥ CO2 ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಗಣನೀಯ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ECR ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆಯು ಅದರ ಆರಂಭಿಕ ದಿನಗಳಿಂದಲೂ (126) ಬಹಳ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ, C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಡೆಗೆ ECR ಮೂಲಕ C─C ಜೋಡಣೆಯು ಇನ್ನೂ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಸಿದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲ.ಈ ವಿಮರ್ಶೆಯಲ್ಲಿ, ಉತ್ತಮ-ವೇಗವರ್ಧಕ ಶ್ರುತಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್/ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಸೇರಿದಂತೆ ECR ಮೂಲಕ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರಗಳ ಕುರಿತು ನಾವು ವಿವರವಾದ ನೋಟವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ.

ಇಸಿಆರ್‌ಗೆ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಯತ್ನಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಪ್ರಸ್ತುತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಇಸಿಆರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ, ಇಸಿಆರ್ ಅನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಿಸುವ ಮೊದಲು ಅದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬೇಕು.ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ C─C ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಬಲವಾದ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ, Cu ಗಂಭೀರವಾದ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ECR ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಮಾಣು ಚಲನಶೀಲತೆ, ಕಣಗಳ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯ ಕ್ಷೀಣತೆಯಿಂದಾಗಿ ಅಪರೂಪವಾಗಿ 100 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಬದುಕಬಲ್ಲದು.ಹೀಗಾಗಿ, Cu-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸುವುದು ಎಂಬುದು ಇನ್ನೂ ಮುಕ್ತ ಸವಾಲಾಗಿದೆ.ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬೆಂಬಲದ ಮೇಲೆ Cu-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಆಂಕರ್ ಮಾಡುವುದು ವೇಗವರ್ಧಕ ರಚನೆ/ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಒಂದು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ವರ್ಧಿತ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ECR ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಬಹುಶಃ Cu-ಆಧಾರಿತ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು.ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಸಿಟು/ಇನ್ ಒಪೆರಾಂಡೋ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಳಸಬೇಕು, ಹೀಗಾಗಿ, ವೇಗವರ್ಧಕದ ಅವನತಿ ಮತ್ತು ವಿಷವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.ಇಸಿಆರ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಅನ್ನು ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು.ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ, ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸರಳೀಕರಿಸಲು ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ECR ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ C2+ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ H- ಅಥವಾ ಫ್ಲೋ-ಸೆಲ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ ದ್ರಾವಕಗಳೊಂದಿಗೆ (ಉದಾ, KHCO3 ಮತ್ತು KOH) ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶುದ್ಧ ದ್ರವ ಇಂಧನ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಮರುಪಡೆಯಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು.ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವಿಕಸನಗೊಂಡ C2+ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳನ್ನು H2 ಮತ್ತು ಉಳಿದ CO2 ನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಹೀಗಾಗಿ, ಪ್ರಸ್ತುತ ECR ​​ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ದುಬಾರಿ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಿಂದ ECR ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, ಶುದ್ಧ ದ್ರವ ಇಂಧನ ಪರಿಹಾರಗಳು ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ಅನಿಲ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಮತ್ತು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಹೇಗೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳೊಂದಿಗೆ, ECR ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ನಿಯೋಜನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ.ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ECR ಮೂಲಕ ಶುದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ನೇರ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ನಾವು ಊಹಿಸುತ್ತೇವೆ, ಇದು ECR ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹತ್ತಿರಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯಬಹುದು (127).

ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ECR ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಎಥೆನಾಲ್, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಎಥಿಲೀನ್‌ನಂತಹ C─O ಮತ್ತು C─H ಬಾಂಡ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಇತರ ರೀತಿಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಪರಿಶೋಧನೆಯು ECR ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಹ್ಯಾನ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಕೆಲಸಗಾರರು (128) ECR ನಿಂದ 2-ಬ್ರೊಮೊಎಥ್ನಾಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.C─Br ಬಂಧದ ಸಿತು ರಚನೆಯು ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಎಥೆನಾಲ್‌ನಿಂದ 2-ಬ್ರೊಮೊಎಥ್ನಾಲ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಔಷಧೀಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಹೀಗಾಗಿ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾದ C2+ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಹೊರತಾಗಿ, ಆಕ್ಸಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ (129) ನಂತಹ ಇತರ ಅಪರೂಪದ ಪರಿಶೋಧಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಗುರಿ ಮತ್ತು ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ C2+ ಅಣುಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಭವಿಷ್ಯದ ECR ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಂಬುತ್ತೇವೆ.

ಕೊನೆಯದಾಗಿ ಆದರೆ ಕನಿಷ್ಠವಲ್ಲ, ಇಸಿಆರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ದರವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ (>200 mA cm−2) ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಜಲನಿರೋಧಕ GDE, ದ್ರವ-ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು PEM ಕೋಶಗಳಂತಹ ಕಾದಂಬರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮತ್ತು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪೂರ್ಣ ಕೋಶ ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಗಮನಿಸಬಹುದು.ಆದ್ದರಿಂದ, ಲ್ಯಾಬ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯಿಂದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಬಳಕೆಗೆ ECR ಅನ್ನು ತರಲು ಅರ್ಧ-ಕೋಶ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮತ್ತು ಪೂರ್ಣ-ಕೋಶದ ಸಾಧನದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸಬೇಕು.

ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ CO2 ಕಡಿತವು ಮಾನವ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ನಮಗೆ ಉತ್ತಮ ಅವಕಾಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಶುದ್ಧ ಇಂಧನ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಇದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಪ್ರಸ್ತುತ ಹಂತದಲ್ಲಿ ECR ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಅನೇಕ ಸವಾಲುಗಳು ಉಳಿದಿವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ C─C ಜೋಡಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಸೆಲ್ ಪರಿಪೂರ್ಣತೆ ಎರಡರಲ್ಲೂ ಮುಂದುವರಿದ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಶುದ್ಧ ಇಂಧನಕ್ಕಾಗಿ ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ CO2 ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ನಂಬಲಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗುವುದು.

ಇದು ಕ್ರಿಯೇಟಿವ್ ಕಾಮನ್ಸ್ ಅಟ್ರಿಬ್ಯೂಷನ್-ವಾಣಿಜ್ಯೇತರ ಪರವಾನಗಿಯ ನಿಯಮಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾದ ಮುಕ್ತ-ಪ್ರವೇಶದ ಲೇಖನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಯಾವುದೇ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆ, ವಿತರಣೆ ಮತ್ತು ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಫಲಿತಾಂಶದ ಬಳಕೆಯು ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನಕ್ಕಾಗಿ ಅಲ್ಲ ಮತ್ತು ಮೂಲ ಕೃತಿಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಒದಗಿಸಿದರೆ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಗಮನಿಸಿ: ನಾವು ನಿಮ್ಮ ಇಮೇಲ್ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಮಾತ್ರ ವಿನಂತಿಸುತ್ತೇವೆ ಇದರಿಂದ ನೀವು ಪುಟವನ್ನು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತಿರುವ ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ನೀವು ಅದನ್ನು ನೋಡಲು ಬಯಸುತ್ತೀರಿ ಮತ್ತು ಅದು ಜಂಕ್ ಮೇಲ್ ಅಲ್ಲ ಎಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.ನಾವು ಯಾವುದೇ ಇಮೇಲ್ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವುದಿಲ್ಲ.

© 2020 ಅಮೇರಿಕನ್ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್ ​​ಫಾರ್ ದಿ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್.ಎಲ್ಲ ಹಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಕಾಯ್ದಿರಿಸಲಾಗಿದೆ.AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ಮತ್ತು COUNTER ನ ಪಾಲುದಾರ. ಸೈನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ ISSN 2375-2548.