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在酸性電解液電解CO₂為克服堿性和中性電解液的CO₂損失提供了一條有前景的途徑，但是通常需要高濃度堿性陽離子（濃度達(dá)到≥3 M）來調(diào)和低pH值和高HER反應(yīng)速率的權(quán)衡，加入的堿性陽離子導(dǎo)致形成鹽類沉淀。

有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授、林岳教授等報道一種通過引入拉伸應(yīng)變的的策略，通過構(gòu)筑拉伸應(yīng)變Cu催化劑，構(gòu)筑電子濃度富集的表面，能夠聚集K⁺離子，解決了這一問題。

本文要點(diǎn)：

（1）

該催化劑在pH為1的電解質(zhì)和含有1 M鉀離子的情況下，選擇性的將CO₂還原為有價值的多碳產(chǎn)物，尤其是乙烯。

（2）

研究發(fā)現(xiàn)，拉伸應(yīng)變的Cu催化劑產(chǎn)生了一個電子富集表面，能夠?qū)ο♂尃顟B(tài)的K⁺進(jìn)行富集，有助于活化CO₂和抑制HER反應(yīng)。使用這種催化劑，構(gòu)筑的質(zhì)子交換膜電解槽中在400 mA cm^-2和3.1 V的電池電壓下，在100 h內(nèi)實(shí)現(xiàn)了44.3 %的穩(wěn)定C₂H₄法拉第效率。此外，搭建了集成體系，驗(yàn)證生產(chǎn)的C₂H₄能夠電合成環(huán)氧乙烷。

參考文獻(xiàn)

Min-Rui Gao, Ye-Cheng Li, Xiao-Long Zhang, Xiao-Lin Tai, Xue-Peng Yang, Peng-Cheng Yu, Shi-Chen Dong, Li-Ping Chi, Zhi-Zheng Wu, Yu-Cai Zhang, Shu-Ping Sun, Pu-Gan Lu, Lei Zhu, Fei-Yue Gao, Yue Lin, Highly Tension-Strained Copper Concentrates Diluted Cations for Selective Proton-Exchange Membrane CO₂ Electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202422054

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202422054