目前人們發(fā)現(xiàn)電化學CO2還原是具有前景的CO2利用技術，氣體擴散電極是增強電催化還原CO2性能的關鍵。氣體擴散電極需要保證穩(wěn)固的的疏水性避免溢流(flooding)，而且需要高導電性減少電阻造成的損失。為了解決這個問題，使用的固有材料（Intrinsic material）仍存在需要權(quán)衡的問題：碳紙具有良好的導電性，但是容易溢流；聚四氟乙烯能夠避免溢流，但是導電性非常差，只能適用于尺寸為5 cm2的電極。
有鑒于此，麻省理工學院Kripa K. Varanasi等報道開發(fā)了一種多級導電電極結(jié)構(gòu)，通過將微米尺度的導電材料與疏水的聚四氟乙烯膜交織，克服這些局限問題。
作者開發(fā)了一種能夠理解電壓在不同空間變化以及由于電阻問題導致產(chǎn)物分布不規(guī)則的理論模型，因此能夠指導設計多級結(jié)構(gòu)的設計。
（2）
使用多級導電電極結(jié)構(gòu)，用于電催化還原CO2制備C2+，在面積為50 cm2的電極實現(xiàn)~75 %的法拉第效率，電催化所需的電壓能夠減少0.9 V。
參考文獻
Rufer, S., Nitzsche, M.P., Garimella, S. et al. Hierarchically conductive electrodes unlock stable and scalable CO2 electrolysis. Nat Commun 15, 9429 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-53523-8
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53523-8
