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堿性體系的工業級電催化還原CO₂得到快速發展，但是在酸性電解液環境進行CO₂電催化還原反應仍然具有顯著的HER競爭反應、酸腐蝕、較低的產物選擇性等問題亟待需要克服。

有鑒于此，南京理工大學段靜靜教授等通過質子交換膜電解槽技術，基于Pourbaix相圖指導構筑了耐酸的Bi-MOF催化劑，實現了工業級酸性電解水性能。

本文要點

（1）

在酸性電解液進行電催化還原CO₂，當電流密度為400 mA cm^-2，HCOOH的法拉第效率達到95.10 %，CO₂單程轉化率達到64.91 %，

（2）

質子交換膜電解槽器件在250 mA cm^-2電流密度的電壓僅為3.5 V，而且在100 h內生成HCOOH的法拉第效率為93.5 %，能量效率達到200.65 kWh kmol^-1，甲酸的產量達到12.1 mmol m^-2 s^-1，能量轉化效率達到38.2 %。

這項研究有助于推動CO₂電解技術的商業化和成功部署。

參考文獻

Yang, K., Li, M., Gao, T. et al. An acid-tolerant metal-organic framework for industrial CO₂ electrolysis using a proton exchange membrane. Nat Commun 15, 7060 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51475-7

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51475-7