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酸性電催化還原CO₂能夠?qū)崿F(xiàn)高效率利用CO₂，但是通常電極-電解液界面具有較高濃度的質(zhì)子，這導(dǎo)致抑制競爭HER反應(yīng)非常困難。

界面氫鍵網(wǎng)絡(luò)能夠顯著影響質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程和HER或CO₂還原等質(zhì)子參與的反應(yīng)動力學(xué)。

有鑒于此，華東理工大學(xué)李春忠教授、江宏亮教授等報道磺酸鹽添加劑（對苯乙烯磺酸鈉（SPS）、對甲苯磺酸鈉（STS）和苯磺酸鈉（SBS））能夠重構(gòu)界面氫鍵網(wǎng)絡(luò)，增強電催化還原CO₂性能。

本文要點

(1)

反應(yīng)機理研究的結(jié)果說明磺酸鹽添加劑能夠與H₂O形成非常強的氫鍵相互作用，導(dǎo)致界面的質(zhì)子流動性較差，因此阻礙與質(zhì)子濃度有關(guān)的HER反應(yīng)。

(2)

對苯乙烯磺酸鈉添加劑助力酸性電解CO₂實現(xiàn)了較高的CO產(chǎn)率，選擇性達到97.8 %，在250 mA cm^-2電流密度時，單程碳利用效率達到66.3 %。這項工作展示了調(diào)節(jié)界面氫鍵網(wǎng)絡(luò)微環(huán)境增強酸性電解CO₂的策略。

參考文獻

Wangxin Ge, Lei Dong, Chaochen Wang, Yihua Zhu, Zhen Liu, Hongliang Jiang*, and Chunzhong Li*, Modulating Interfacial Hydrogen-Bond Environment by Electrolyte Engineering Promotes Acidic CO₂ Electrolysis, ACS Catal. 2024, 14, 10529–10537

DOI: 10.1021/acscatal.4c02916

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c02916