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通過可再生能源電催化還原CO₂是一種具有前景的合成化學品和燃料的方法，但是電催化還原CO₂需要高能量密度。產(chǎn)氧反應(yīng)是電催化還原CO₂反應(yīng)的主要問題，電催化產(chǎn)氧反應(yīng)通常非常緩慢，并且容易導致陽極碳材料的損失。

有鑒于此，武漢大學晏寧等在同一個電化學反應(yīng)器內(nèi)將電催化還原CO₂與氫氧化反應(yīng)集成。

本文要點：

（1）

通過Ni(OH)₂/NiOOH介導用于阻礙陽極碳的損失，并且通過將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移的方式避免氫氧化催化劑的中毒。構(gòu)筑的電解器件能夠在低于0.9 V的電壓（50 mA cm^-2）分別生成氣體產(chǎn)物（CO）或者可溶產(chǎn)物（甲酸鹽），產(chǎn)物的選擇性高達95.3 %，電催化穩(wěn)定時間長達100 h。

（2）

因為這種電催化反應(yīng)體系能夠?qū)ER反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W和動力學上更優(yōu)勢的反應(yīng)，因此這種結(jié)合氫氧化的CO₂電催化還原體系極化損失降低22 %，包括電催化產(chǎn)氫的整體能量損失降低42%。這項工作展示CO₂電催化和制氫結(jié)合的前景和機會，而且為發(fā)展改善能源/價格的能源轉(zhuǎn)化和存儲技術(shù)提供可能。

參考文獻

Jiang, X., Ke, L., Zhao, K. et al. Integrating hydrogen utilization in CO₂ electrolysis with reduced energy loss. Nat Commun 15, 1427 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-45787-x

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45787-x