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由于CO₂和OH^?在界面堿性下發生均相反應，在中性和堿性介質中CO₂電還原的碳損失相當大，嚴重限制了其工業可行性。

在這里，為了減輕均相反應，萊頓大學Marc T. M. Koper報道了在弱酸性介質中進行CO₂電還原。

文章要點

1）通過多重電解質效應調節界面反應環境，抑制了寄生析氫反應，使得平面金電極上CO的法拉第效率超過80%。采用旋轉環盤電極技術，金環構成原位CO收集器和pH傳感器，能夠在金盤上發生CO₂還原時記錄法拉第效率并監測界面反應環境。

2）隨著界面環境從酸性變為堿性，析氫反應的主要分支從質子還原轉變為水還原。相比之下，當界面環境接近中性條件時，二氧化碳還原開始于質子還原區域內。此后，質子還原衰減，同時發生CO₂還原，因為質子越來越多地被CO₂還原產生的OH^?消耗。就在減水開始之前，二氧化碳減排達到最大法拉第效率。減慢傳質會降低質子還原電流，而CO₂還原幾乎不受影響。相比之下，適當的質子陰離子（例如HSO₄^-）和弱水合的陽離子（例如K⁺）會加速CO₂還原，前者提供額外的質子通量，但局部pH值更高，而后者則穩定*CO₂^-中間體。

參考文獻

Xuan Liu, et al, Tuning the Interfacial Reaction Environment for CO2 Electroreduction to CO in Mildly Acidic Media, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c11706

https://doi.org/10.1021/jacs.3c11706