高エネルギーの液体燃料や化学物質への電解還元は、再生可能エネルギー変換技術として有望だが、難しくもある。ナノ構造などがあるが、このうち銅だけが、かなり高効率での炭化水素と多炭素酸素化物の形成の選択性を示す。ほかの多くの電極触媒は、一酸化炭素やギ酸塩の生成を促進する。我々は今回、ナノメートルサイズのNドープグラフェン量子ドット(NGQD)が、二酸化炭素の多炭素炭化水素と酸素化物への電気化学的還元に触媒作用を及ぼし、そのファラデー効率と電流密度は高く、過電圧は低いことを報告する。このNGQDは、二酸化炭素還元において最大90%の高い総ファラデー効率と、45%に達するエチレンとエタノールへの変換選択性を示す。NGQDに触媒された二酸化炭素還元のC2、C3生成物分布と生産速度は、銅ナノ粒子電極触媒でのそれらに匹敵する。