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在Cu電極表面修飾有機(jī)離子聚合物（Ionomers）能夠提高CO₂還原的C₂₊產(chǎn)物的選擇性。但是，聚合物的結(jié)構(gòu)如何對電催化性能的影響相關(guān)的報(bào)道非常罕見。

有鑒于此，加州理工學(xué)院Jonas C. Peters、Theodor Agapie、William A. Goddard III等報(bào)道研究一系列結(jié)構(gòu)不同的聚苯乙烯聚合物對Cu電極附近[K⁺]濃度的影響以及對CO₂還原反應(yīng)性能的影響。

主要內(nèi)容

（1）

當(dāng)離子聚合物的[K⁺]濃度提高，電催化CO₂還原生成C₂₊的部分電流密度同樣增加，生成C₂₊的最大部分電流密度達(dá)到225 mA cm^-2。當(dāng)使用[Me₄N]⁺替代K⁺，導(dǎo)致電催化活性低于沒有修飾有機(jī)聚合物的Cu，因此說明K⁺改善C₂₊的關(guān)鍵作用。

（2）

通過分子動(dòng)力學(xué)模擬，說明隨著[K⁺]增加，CO₂的擴(kuò)散更好，這個(gè)結(jié)果說明調(diào)節(jié)CO₂傳質(zhì)到電極表面能夠改善CO₂電催化性能。本文研究結(jié)果展示了合成聚合物材料是具有前景的電極修飾方法，有助于在制備高附加值化學(xué)品的電催化反應(yīng)中得到更高選擇性。

參考文獻(xiàn)

Gavin P. Heim, Meaghan A. Bruening, Charles B. Musgrave III, William A. Goddard III, Jonas C. Peters, Theodor Agapie, Potassium ion modulation of the Cu electrode-electrolyte interface with ionomers enhances CO₂ reduction to C₂₊ products, Joule 2024

DOI: 10.1016/j.joule.2024.03.019

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435124001545