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人們表征發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽/碳酸氫鹽參數(shù)電催化還原CO₂反應(yīng)是工業(yè)量級(jí)電催化還原CO₂面臨的主要挑戰(zhàn)和困難。最近，人們發(fā)現(xiàn)酸性電解液能夠克服碳酸鹽沉淀的問(wèn)題，并且最大化的將CO₂轉(zhuǎn)化為具有利用價(jià)值的產(chǎn)品。但是人們?nèi)詿o(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證和說(shuō)明這個(gè)結(jié)論的成立，而且對(duì)酸性電解CO₂的詳細(xì)機(jī)理仍不清楚。

有鑒于此，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所Alessandro Senocrate等通過(guò)原位寬角度X射線(xiàn)散射表征技術(shù)，明確表征說(shuō)明Ag和Cu氣體擴(kuò)散電極在酸性電解液進(jìn)行電催化還原CO₂能夠在pH 1的強(qiáng)酸性體系產(chǎn)生很多碳酸鹽/碳酸氫鹽。

主要內(nèi)容

（1）

碳酸鹽/碳酸氫鹽的強(qiáng)度隨著電催化的時(shí)間增加而增加，同時(shí)產(chǎn)物的選擇性逐漸降低，生成H₂增加。通過(guò)電催化表征測(cè)試和電催化反應(yīng)產(chǎn)物分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)于酸性更強(qiáng)的電解液，產(chǎn)生CO₂電催化還原反應(yīng)所需的最小電流增加。這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明催化劑附近的pH值發(fā)生提高的現(xiàn)象。

（2）

這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明酸性電催化還原CO₂能夠生成高選擇性的產(chǎn)物，而且在催化劑附近能夠形成局部質(zhì)子耗盡層。但是與此同時(shí)，在強(qiáng)酸性電解液仍發(fā)生碳酸鹽沉淀現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

Francesco Bernasconi, Nukorn Plainpan, Marta Mirolo, Qing Wang, Peng Zeng, Corsin Battaglia, and Alessandro Senocrate*, Operando Observation of (Bi)carbonate Precipitation during Electrochemical CO₂ Reduction in Strongly Acidic Electrolytes，ACS Catal. 2024, 14, 8232–8237

DOI: 10.1021/acscatal.4c01884

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01884