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中科大JACS：原位静电约束增强中性环境下CO2制乙烯

时间：2023-03-12 来源：浏览：

中科大JACS：原位静电约束增强中性环境下CO2制乙烯

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电催化 CO ₂ 还原反应（ CO ₂ RR ）是促进碳中和的有力途径之一。其通常需要碱性电解质来促进多碳分子（如乙烯）的产生。然而， CO ₂ 和 OH 之间的反应需要消耗大量 CO ₂ 和碱，并导致 CO ₂ RR 选择性和稳定性的快速下降。

近日， 中国科学技术大学任晓迪 通过原位静电约束提高 CO ₂ 转化为乙烯的局部碱性环境。

本文要点

要点1. 作者设计了一种催化剂 - 电解质界面，该界面能够对原位生成的 OH 进行有效静电限制，并改善中性介质中由 CO ₂ 到乙烯的电合成性能。原位拉曼测量表明，乙烯选择性与表面 Cu–CO 和 Cu–OH 物种的强度直接相关，表明其促进 C–C 耦合与 OH ^– 的表面富集。

要点2. 因此，在 −0.89 V （ vs. RHE ）下， CO ₂ 对乙烯的法拉第效率（ FE ）为 70% ，电流密度为 350 mA cm ^–2 。此外，该系统在 300 mA cm ^–2 下稳定运行 50 小时，平均乙烯 FE 为～ 68% 。该研究提供了调节反应微环境的通用策略，即使在酸性电解质（ pH ＝ 2 ）中，也获得了 64.5% 的乙烯 FE 。

Zihong Wang et.al Localized Alkaline Environment via In Situ Electrostatic Confinement for Enhanced CO2-to-Ethylene Conversion in Neutral Medium JACS 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13384

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13384

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