Các chất xúc tác phi kim loại chủ yếu bao gồm dựa trên carbon

Các chất xúc tác phi kim loại chủ yếu bao gồm các chất xúc tác dựa trên carbon và một số chất xúc tác dựa trên boron và phốt pho. Thông thường, các chất xúc tác dựa trên carbon có cấu trúc xốp và diện tích bề mặt lớn, tạo điều kiện cho sự tiếp xúc của các vị trí hoạt động hơn và cung cấp một kênh phong phú cho vận chuyển proton và điện tử. Các nhóm chức có chứa oxy khác nhau và một số khiếm khuyết trên bề mặt và cạnh của graphene oxit làm cho nó có các tính chất điện và hoạt động xúc tác khác nhau. Các nhà nghiên cứu sử dụng các sửa đổi hóa học khác nhau và các phương pháp liên kết hóa học để sửa đổi các thành phần có lợi khác trên các nhóm chức năng bề mặt của GO để chuẩn bị một loại chất điện phân mới. Sử dụng graphithinyne làm chất nền, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng doping nguyên tử boron và nitơ đơn có thể làm giảm CO2 xuống ethylene. Ít các lớp nanosheets phốt pho màu đen có hoạt động tốt hơn và tính chọn lọc đối với NRR vì các vị trí hoạt động hơn và yếu hơn cô ấy.

Trong số ba loại chất điện phân ở trên, vật liệu cấu trúc nanosheet siêu mỏng hai chiều được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xúc tác. Các đặc điểm của diện tích bề mặt riêng cao, một số lượng lớn các vị trí hoạt động tiếp xúc và cấu trúc không xếp chồng khiến chúng có lợi thế xúc tác tự nhiên. Các chất xúc tác nguyên tử đơn hai chiều dựa trên các vật liệu hai chiều cũng đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong điện phân.