美国加州大学伯克利分校Alexis T. Bell 教授团队使用双层阳离子和阴离子导电离聚物涂层分别控制局部 pH值（通过Donnan排斥）和CO₂/H₂O比（通过离聚物特性），系统地探索和优化这种微环境。同时，证明了离聚物层可用于为Cu基催化剂上的选择性C₂₊生成创造有利的微环境。为了充分阐明离聚物对局部Cu催化剂微环境的影响，作者结合了对不同离聚物薄膜覆盖的铜的系统研究，确定了这些离聚物薄膜的结构-性质关系。研究表明，当这种定制的微环境与脉冲电解相结合时，进一步提高了CO₂/H₂O和pH的局部比例，导致选择性C₂₊ 的产生，与静态电解相比，C₂₊ 增加了250%，其法拉第效率为90%，而H₂只有4%。这些变化是通过使用离子筛选和固有离聚物特性对pH值和局部H2O和CO2浓度在Cu表面附近的策略控制来实现的，阴离子交换离聚物表现出增加的CO2溶解度，阳离子交换离聚物通过OH-捕获增加局部pH值，并且两层都会影响整体水浓度。复合离聚物层的合理设计和实施具有广泛的适用性，并可直接转化为其他电化学合成，其低反应物溶解度和复杂的pH决定了产品选择性，从而使选择性合成途径成为可能。相关研究成果以“Tailored catalyst microenvironments for CO₂ electroreduction to multicarbon products on copper using bilayer ionomer coatings”为题发表在Nat. Energy上。