Katalizatory niemetaliczne obejmują głównie na bazie węgla

Katalizatory niemetaliczne obejmują głównie katalizatory oparte na węglu oraz niektóre katalizatory boru i fosforu. Zazwyczaj katalizatory na bazie węgla mają porowatą strukturę i dużą powierzchnię, która ułatwia ekspozycję bardziej aktywnych miejsc i zapewnia bogaty kanał do transportu protonowego i elektronowego. Różne grupy funkcjonalne zawierające tlen i niektóre defekty na powierzchni i krawędzi tlenku grafenu sprawiają, że mają różne właściwości elektryczne i aktywność katalityczną. Naukowcy stosują różne modyfikacje chemiczne i metody wiązania chemicznego do modyfikacji innych korzystnych składników na powierzchniowych grupach funkcjonalnych GO, aby przygotować nowy rodzaj elektrokatalizatora. Używając GraphithineNe jako substratu, naukowcy odkryli, że domieszkowanie pojedynczych atomów boru i azotu może zmniejszyć CO2 do etylenu. Mniej warstw czarnych nanoskuszy fosforu ma lepszą aktywność i selektywność dla NRR z powodu bardziej aktywnych miejsc i słabszych.

Spośród powyższych trzech rodzajów elektrokatalizatorów dwuwymiarowe ultracienne materiały konstrukcyjne nanocząsteczkowe są szeroko stosowane w dziedzinie katalizy. Charakterystyka wysokiej powierzchni właściwej, dużej liczby odsłoniętych aktywnych miejsc i niestabilnej struktury sprawiają, że mają naturalne zalety katalityczne. Dwuwymiarowe katalizatory pojedynczych atomów oparte na dwuwymiarowych materiałach stały się również gorącym punktem badawczym w elektrokatalizie.