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人們研究發現電解液陽離子能夠非常有效的增強電催化CO₂RR反應的速率和產物選擇性，但是如何將電解液陽離子的作用應用于不含電解液的膜電解槽是個巨大挑戰。

有鑒于此，天津大學劉樂全教授等報道陽離子修飾方法（anchored cation strategy）將Cs⁺陽離子修飾在碳的缺陷位點的策略應用于MEA電解槽器件，通過使用市售Ag催化劑實現優異的電催化還原CO₂性能。

本文要點

使用這種方法的MEA電解槽得到CO部分電流密度達到500 mA cm^-2，比Ag催化劑提高3倍。原位Raman光譜表征和理論計算結合機器學習策略研究機理，發現Cs產生促進*CO₂^-中間體吸附的靜電場。

此外，通過降低*OH中間體吸附能夠非常有效的阻礙HER競爭反應。將這個電解體系與市售多晶硅太陽能結合，太陽能轉化為CO的能量效率達到8.3 %。這項研究有助于陽離子促進MEA電解槽在CO₂RR的應用。

參考文獻

Yanhui Sun, Junxiang Chen, XueMei Du, Jiwei Cui, Xin Chen, Chenhe Wu, Xinmin Yang, Lequan Liu, Jinhua Ye, Anchoring Cs⁺ Ions on Carbon Vacancies for Selective CO₂ Electroreduction to CO at High Current Densities in Membrane Electrode Assembly Electrolyzers, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202410802

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202410802