I catalizzatori non metallici includono principalmente a base di carbonio

I catalizzatori non metallici includono principalmente catalizzatori a base di carbonio e alcuni catalizzatori a base di boro e fosforo. In genere, i catalizzatori a base di carbonio hanno una struttura porosa e una grande superficie, che facilita l'esposizione di siti più attivi e fornisce un ricco canale per il trasporto di protoni ed elettroni. Vari gruppi funzionali contenenti ossigeno e alcuni difetti sulla superficie e sul bordo dell'ossido di grafene lo rendono diverse proprietà elettriche e attività catalitiche. I ricercatori utilizzano varie modifiche chimiche e metodi di legame chimico per modificare altri componenti benefici sui gruppi funzionali di superficie di GO per preparare un nuovo tipo di elettrocatalizzatore. Usando la grafitinyne come substrato, i ricercatori hanno scoperto che il doppio del singolo boro e degli atomi di azoto può ridurre la CO2 in etilene. Un minor numero di strati di nanosheet di fosforo nero ha una migliore attività e selettività a NRR a causa di siti più attivi e di lei più deboli.

Tra i tre tipi di elettrocatalizzatori precedenti, i materiali strutturali nanosheet ultra-sottili bidimensionali sono ampiamente utilizzati nel campo della catalisi. Le caratteristiche dell'alta superficie specifica, un gran numero di siti attivi esposti e una struttura non staccata rendono loro vantaggi catalitici naturali. I catalizzatori a singolo atomo bidimensionale basati su materiali bidimensionali sono diventati anche un hotspot di ricerca nell'elettrocatalisi.