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電催化還原CO₂是有望解決碳循環和降低石油燃料依賴性的技術，但是傳統的CO₂RR電催化反應過程包括高能耗的CO₂捕獲，轉換，產物分離，因此增加操作成本。

有鑒于此，香港城市大學葉汝全助理教授、奧克蘭大學王子運教授等報道Bi-離子液體聚合物的復合材料（Bi-PIL, bismuth-poly(ionic liquid)）在CO₂電催化轉化反應中表現優異的甲酸催化活性。

本文要點

（1）

Bi-PIL催化劑能夠在比較寬的電化學窗口以90 %的法拉第效率生成甲酸，甚至在處理CO₂濃度僅為15 % v/v的常見工業廢氣仍能夠工作。PIL的雙苯基骨架結構具有疏水性，于此同時保證較高的離子導電性，因此能夠解決電解液“溢流”問題。PIL層能夠起到濃縮CO₂和助催化劑的雙功能，加快CO₂RR電催化反應動力學。

（2）

測試說明Bi-PIL催化劑用于固態電解質電解槽進行連續的直接從廢氣制備甲酸溶液的前景。通過技術-經濟性分析，說明這種技術能夠顯著的降低傳統技術的成本。這項工作提出了克服低濃度CO₂轉化問題的解決方案，提供了CO₂轉化制備高附加值液體燃料和化學品的方法。

參考文獻

Geng Li, Chengyi Zhang, Yong Liu, Yun Song, Weihua Guo, Libei Huang, Jianjun Su, Qiang Zhang, Yinger Xin, Tanglue Feng, Xiaohu Cao, Mingming He, Tsz Kin Kwok, Jacky W. Y. Lam, Zhong Jin, Ben Zhong Tang, Ziyun Wang, Ruquan Ye, Molecular Engineering of Poly(Ionic Liquid) for Direct and Continuous Production of Pure Formic Acid from Flue Gas, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409390

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409390