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電催化二氧化碳還原提供了一種生產(chǎn)增值多碳產(chǎn)品和減少二氧化碳排放的方法，然而，用于C₂₊產(chǎn)品合成的CO₂電解槽穩(wěn)定性尚未超過200小時，遠低于產(chǎn)生CO和H₂的電解槽。目前的氣體擴散電極（GDE）充滿了鹽沉淀物和電解質(zhì)，這限制了催化劑在30小時后的二氧化碳可用性。近日，多倫多大學(xué)David Sinton、紐倫堡亥姆霍茲可再生能源研究所Simon Thiele通過斷層掃描引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計來提高二氧化碳還原的可擴展性和穩(wěn)定性。

本文要點：

1) 作者開發(fā)了一種耐溢流的GDE架構(gòu)，并在400小時內(nèi)保持穩(wěn)定的性能。使用聚焦離子束掃描電子顯微鏡、微型計算機斷層掃描和專用陣列斷層掃描技術(shù)的組合，作者確定增強的穩(wěn)定性是由于微孔層中保持疏水性的聚四氟乙烯滲透網(wǎng)絡(luò)。

2) 此外，作者在800平方厘米的電池和8000平方厘米的堆疊中擴展了這種方法，并實現(xiàn)了>10⁸ C的轉(zhuǎn)移，這是目前最大的二氧化碳電解演示。

參考文獻：

Colin P. O’Brien et.al Scalability and stability in CO₂ reduction via tomography-guided system design Joule 2024

DOI: 10.1016/j.joule.2024.07.004

https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.07.004