酸性電化學二氧化碳轉化率是克服低二氧化碳利用率的有前途的替代方法。但是,過度依賴高度濃縮的K+抑制氫進化反應還會導致(BI)碳酸鹽沉淀,以干擾催化性能。
近日,海南大學Xinlong Tian,華中科技大學夏寶玉教授,Chenfeng Xia提出了一種碳包覆的尖端狀In2O3電催化劑,用于穩定高效地轉化酸性CO2合成低K+濃度的甲酸。
文章要點
1)碳層保護具有較高內在活性的氧化In物種免受還原性腐蝕,并且還在外圍形成尖端感應電場,以調節不利的H+吸引和期望的K+富集。
2)在pH 0.94的酸性電解質中,對于HCOOH,只需要0.1 M的低K+就可以在300mA cm-2下實現98.9%的法拉第效率(FE)和超過100 h的長期穩定性。
3)通過將電極放大到25 cm2的電解槽裝置中,記錄到7 A的總電流以維持291.6 mmol L -1h -1的持久HCOOH產量。
參考文獻
Wang, Z., Liu, D., Xia, C. et al. Tip carbon encapsulation customizes cationic enrichment and valence stabilization for low K acidic CO+2 electroreduction. Nat Commun 16, 1754 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56977-6
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56977-6