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二氧化碳還原反應(yīng)（CO₂RR）提供了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品的有效途徑，但由于二氧化碳損失和再生造成的巨大能源成本，極大地阻礙了其商業(yè)化。在含有堿性陽離子的酸性條件下進(jìn)行 CO₂RR 可能會(huì)解決這個(gè)問題，但在高電流密度下仍然會(huì)導(dǎo)致碳酸氫鹽沉積，從而損害當(dāng)今酸供給膜電極組件中的產(chǎn)品法拉第效率 (FE)。

近日，蘇州大學(xué)Yanguang Li，Yuhang Wang通過靜電相互作用成功制備了陽離子固定化的PDDA-GO修飾層。

文章要點(diǎn)

1）研究人員通過優(yōu)化改性層的厚度（~0.6 μm）和成分比（PDDA:GO = 1:2），證明了在電流下>85%的CO FE、93%的CE和35%的EE酸供給 MEA 中的密度為 100 mA cm^-2，電壓為 3.5 V。

2）下一步，將改性銀催化劑應(yīng)用于純水供給的 MEA，并在 3.5 V 和 40 ^oC 下實(shí)現(xiàn)了 70% CO FE 和 ~94% CE。

3）該策略也可以應(yīng)用于銅催化劑，通過調(diào)整界面電荷密度和選擇更合適的官能團(tuán)（例如咪唑和吡啶）來實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的性能。

4）最后，利用固定化陽離子的策略還為研究酸性CO₂RR的界面性能相互關(guān)系提供了新思路。

參考文獻(xiàn)

Jia Fan, et al, Immobilized Tetraalkylammonium Cations Enable Metal-free CO2 Electroreduction in Acid and Pure Water, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317828

DOI: 10.1002/anie.202317828

https://doi.org/10.1002/anie.202317828