第一作者：Matthew Jouny
通訊作者：Feng Jiao
通訊單位：特拉華大學（美國）
研究亮點：
1. 發展了一種流動式CO電解槽
2. 實現了CO高活性高選擇性電催化還原制C2+化合物
CO電催化還原制多碳化合物，是CO2以兩步還原的模式進行曲線救國的重要路徑。研究表明，CO電解制多碳化合物的法拉第效率最高可達到55%左右。
問題在于：CO電催化還原反應速率普遍很低。這主要是因為2個方面的原因：1）CO在水性電解質中的溶解度不高；2）大多采用間歇式反應器。
有鑒于此，美國特拉華大學Feng Jiao團隊報道了一種高活性高選擇性電催化CO制多碳化合物的新策略。
圖1. 流式電解槽
研究人員一改普遍使用的間歇釜式反應槽，設計了一種高性能的流動式電解槽，并采用多孔碳負載的OD-Cu催化劑，精確控制的電極-電極界面確保整體電流密度可達到1 A cm-2，C2+選擇性也得到提高。
計算傳遞模型和同位素C18O還原實驗表明，活性的增強是由于在CO還原條件下，電極表面pH更高，從而有利于醋酸鹽的生成。在最佳操作條件下，研究人員實現了高達91%的C2+法拉第效率（C2+分電流密度為630 mA cm-2）。
進一步研究指出，在CO/CO2電解過程中，穩定實現高速率反應的最關鍵挑戰在于維持電極-電極界面處的三相邊界的有效性。
總之，這項研究為CO的高效利用起到了重要的助推！
圖2. 催化劑表征
圖3. OD-Cu和微米Cu催化劑的CO還原性能
圖4. CO和CO2還原性能
圖5. KOH濃度對CO還原性能的影響
參考文獻：
Matthew Jouny, Wesley Luc and Feng Jiao. High-rate electroreduction of carbon monoxide to multi-carbon products. Nature Catalysis 2018.
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0133-2
