Cu catalyses electrochemical CO2 reduction to valuable multicarbon products but understanding the structure-function relationship has remained elusive due to the active Cu sites being heterogenized and under dynamic re-construction during electrolysis. We herein coordinate Cu with six phenyl-1H-1,2,3-triazole derivatives to form stable coordination polymer catalysts with homogenized, single-site Cu active sites. Electronic structure modelling, X-ray absorption spectroscopy, and ultraviolet–visible spectroscopy show a widely tuneable Cu electronics by modulating the highest occupied molecular orbital energy of ligands. Using CO diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy, in-situ Raman spectroscopy, and density functional theory calculations, we find that the binding strength of *CO intermediate is positively correlated to highest occupied molecular orbital energies of the ligands. As a result, we enable a tuning of C–C coupling efficiency—a parameter we define to evaluate the efficiency of C2 production—in a broad range of 0.26 to 0.86. This work establishes a molecular platform that allows for studying structure-function relationships in CO2 electrolysis and devises new catalyst design strategies appliable to other electrocatalysis. Understanding the structure-function relationship in Cu-catalyzed CO2 reduction is challenging due to dynamic active sites. This study introduces stable coordination polymer catalysts with homogenized, single-site Cu, enabling the study and tuning of C–C coupling efficiency in CO2 electroreduction.

CO2 electroreduction is a potential pathway to achieve net-zero emissions in the chemical industry. Yet, CO2 loss, resulting from (bi)carbonate formation, renders the process energy-intensive. Acidic environments can address the issue but at the expense of compromised product Faradaic efficiencies (FEs), particularly for multi-carbon (C2+) products, as rapid diffusion and migration of protons (H+) favors competing H2 and CO production. Here, we present a strategy of tuning the 2-position substituent length on benzimidazole (BIM)-based copper (Cu) coordination polymer (CuCP) precatalyst – to enhance CO2 reduction to C2+ products in acidic environments. Lengthening the substituent from H to nonyl enhances H+ diffusion retardation and decreases Cu-Cu coordination numbers (CNs), favoring further reduction of CO. This leads to a nearly 24× enhancement of selectivity towards CO hydrogenation and C-C coupling at 60 mA cm−2. We report the highest C2+ product FE of more than 70% at 260 mA cm−2 on pentyl-CuCP and demonstrate a CO2-to-C2+ single-pass conversion (SPC) of ~54% at 180 mA cm−2 using pentyl-CuCP in zero-gap electrolyzers. Acidic CO2 electroreduction suffers poor selectivity for multi-carbon products. Here, the authors report that lengthening the 2-position substituents of benzimidazole-based copper coordination polymer precatalysts retards H+ diffusion, reduces Cu-Cu coordination numbers, and promotes C-C coupling.