在酸性介質中進行的CO2電還原(CO2R)避免了中性/堿性電解槽中碳酸鹽形成和CO2交叉的問題。堿金屬陽離子被普遍認為是酸性CO2R不可或缺的組成部分，但它們不可避免地會導致鹽沉淀的問題。因此，需要在純酸中實現無堿陽離子的CO2R。然而，在沒有堿金屬陽離子的情況下，通過催化劑本身在酸性界面穩定*CO2中間體是一個挑戰。
在此，南京大學朱嘉教授首次證明了碳納米管負載的分子分散鈷酞菁（CoPc@CNT）催化劑為Co單原子活性位點提供了能量局域d態，以增強吸附質與表面的相互作用，從而使*CO2中間體在酸性條件下穩定。
文章要點
1）研究人員在流通池中實現了純酸中CO2轉化為CO，法拉第效率為60%（pH=2）。此外，CO2在陽離子交換膜電極組件中成功轉化，法拉第效率為73%。
2）對于CoPc@CNT，與堿性條件相比，酸性條件還可以促進CO2R的內在活性，因為電位限制步驟*CO2到*COOH取決于pH值。
這項工作為反應中間體的穩定提供了新的認識，并促進了酸性CO2R催化劑和裝置的設計。
參考文獻
Shijia Feng, et al, Stabilizing *CO2 Intermediates at the Acidic Interface using Molecularly Dispersed Cobalt Phthalocyanine as Catalysts for CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317942
DOI: 10.1002/anie.202317942
https://doi.org/10.1002/anie.202317942
