电催化CO₂还原技术，是能利用温室气体CO₂作为反应原料并制取高附加值的化工原料或燃料的有效路途之一。由于CO₂还原的反应路径复杂，当前已报道的铜基催化剂对乙醇产物的分电流密度一般低于400 mA·cm^-2。

构筑双金属铜基材料能有较大范围调变催化剂的电子结构，从而改变对目标产物的关键中间体的吸附强度，是一种广泛报道并行之有效的策略。然而，当前报道的第二组分（另外一种为铜）金属多为对CO₂还原反应具有活性的金属，如Au、Ag、Zn、Sn、Pd、Bi等，这只能提高对CO、甲酸/甲酸盐或乙烯，而不是乙醇产物的选择性。另外，由于碱金属或碱土金属在水或空气中的高化学反应活性，科研工作者很少关注到它们。其中，金属镁在一般环境下具有较高的化学惰性；同时，它的阳离子具有多价特性和较小的半径，被报道能与*CO₂^– 中间体有较强的短程相互作用和更容易的活化水的能力。此外，与碳配位的镁单原子催化剂可以通过调整p-band位置，来提高对含氧物种的结合强度。因此，设计合成镁和铜的合金催化剂可能增强CO₂还原中乙醇的含氧中间体的吸附强度来提高乙醇产物的选择性和活性。

近日，复旦大学的郑耿锋教授、商丘师范学院的罗干博士和东华大学的况敏研究员合作，通过以微米级的商业铜粉和镁粉为原料，直接一步合成了具有高密度有序Cu₃-Mg位点的(111)面暴露的纳米Cu₂Mg金属间化合物(记为Cu₂Mg(111))，能高效地将CO₂电还原为乙醇产物。

在|j_total| 为600 mA·cm^-2的大电流密度电解时，Cu₂Mg(111)催化剂对乙醇产物表现出了优异的法拉第效率，高达76.2 ± 4.8%，分电流密度最高为720 ± 34 mA·cm^-2，是CO₂电还原制取乙醇的最佳结果之一。

密度函数理论计算和原位拉曼光谱表明，Cu₂Mg(111)面上的Cu₃-Mg位点，电子从Mg转移到Cu，从而形成 Cu₃^ẟ--Mg^ẟ+。该活性位点能提高*CO的表面覆盖率，降低*CO–CO偶联能垒，并稳定乙醇的关键中间体*CHCHOH，从而促进C₂₊产物中的乙醇生成。

该工作创新性地将碱土金属引入金属铜中，并形成纳米级别的金属间化合物，为高效将CO₂还原制取乙醇产物提供了一种新的催化剂设计思路。