Mezi nekovové katalyzátory patří hlavně založené na uhlíku

Nekovové katalyzátory zahrnují hlavně katalyzátory na bázi uhlíku a některé katalyzátory na bázi boru a fosforu. Katalyzátory na bázi uhlíku obvykle mají porézní strukturu a velkou povrchovou plochu, která usnadňuje expozici aktivnějších míst a poskytuje bohatý kanál pro transport protonů a elektronů. Různé funkční skupiny obsahující kyslík a některé defekty na povrchu a okraji oxidu grafenu způsobují, že mají různé elektrické vlastnosti a katalytické aktivity. Vědci používají různé chemické modifikace a metody chemických vazeb k úpravě dalších prospěšných složek na povrchových funkčních skupinách GO, aby připravili nový typ elektrokatalyzátoru. Pomocí Graphithinyne jako substrátu vědci zjistili, že doping atomů jediného boru a dusíku může snížit CO2 na ethylen. Méně vrstev nanosheet černých fosforu má lepší aktivitu a selektivitu pro NRR kvůli aktivnějším místům a slabší ji.

Mezi výše uvedené tři typy elektrokatalyzátorů se v oblasti katalýzy široce používají dvourozměrné ultratenké strukturální materiály. Charakteristiky vysoké specifické povrchové plochy, velkého počtu exponovaných aktivních míst a nestacující struktury způsobují, že mají přirozené katalytické výhody. Dvourozměrné katalyzátory s jedním atomem založené na dvourozměrných materiálech se také staly výzkumným hotspotem v elektrokatalýze.