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相比于更接近廢氣的低濃度CO₂，目前人們通常使用高純度CO₂進(jìn)行電催化還原CO₂。而且電催化反應(yīng)生成的液相產(chǎn)物通常與電解液混合，導(dǎo)致獲取液相產(chǎn)物需要高昂的分離步驟過程。

有鑒于此，中山大學(xué)廖培欽等報(bào)道一種多孔導(dǎo)電Bi MOF（Bi-HHTP），其中HHTP=2,3,6,7,10,11-六羥基三亞苯基苯。這種Bi-HHTP不僅能夠高效率從稀CO₂捕獲CO₂，而且能夠作為電催化劑將CO₂轉(zhuǎn)化為甲酸，在2.6 V電壓實(shí)現(xiàn)80 mA cm^-2電流密度，法拉第效率高達(dá)90 %。

主要內(nèi)容

（1）

在稀CO₂氣氛進(jìn)行電催化還原CO₂的性能與使用高濃度CO₂電催化性能類似，這項(xiàng)研究首次在含有O₂和N₂存在的時(shí)候表現(xiàn)優(yōu)異的電催化還原CO₂性能，當(dāng)使用稀CO₂和Bi-HHTP覆蓋的1 cm²電極進(jìn)行電催化還原CO₂，連續(xù)30 h內(nèi)能夠持續(xù)制備200 mM甲酸溶液。

（2）

生成的甲酸溶液不含電解質(zhì)，而且這種高濃度的純甲酸能夠直接用于甲酸溶液燃料電池。通過詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)Bi-HHTP的多孔結(jié)構(gòu)以及開放Bi位點(diǎn)能夠以較低的吉布斯自由能生成關(guān)鍵*OCHO中間體，因此導(dǎo)致這種優(yōu)異的電催化活性。

參考文獻(xiàn)

Zhen-Hua Zhao, Jia-Run Huang, Da-Shuai Huang, Hao-Lin Zhu, Pei-Qin Liao*, and Xiao-Ming Chen, Efficient Capture and Electroreduction of Dilute CO₂ into Highly Pure and Concentrated Formic Acid Aqueous Solution, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c04841

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04841