Nature Nanotechnology：串联电催化酸性CO2还原过程中多碳的高效形成

NavyLIu

2023-11-24

CO₂在酸性条件下的电化学还原能够实现高的单程碳效率。然而，竞争析氢反应降低了CO₂电化学还原的选择性，在该反应中，CO的形成及其随后的偶联对于实现多碳（C₂₊）产物的形成都是必不可少的。在这里，多伦多大学Edward H. Sargent通过构建两个不同的催化剂层来将CO₂到C₂₊的反应解耦为两个步骤，即CO₂到CO和CO到C₂₊。

本文要点：

1) 在第一催化剂中，原子分散的酞菁钴将CO₂以高选择性还原为CO。该过程增加了局部CO的可用性，以增强在第二催化剂层上实施的C–C偶联步骤，该催化剂层是具有Cu–离聚物界面的Cu纳米催化剂。

2) 优化的串联电极在800 mA cm^-2时实现61%的C₂H₄法拉第效率和82%的C₂₊法拉第效率。当针对单程利用进行优化时，该系统在800 mA cm^-2时可达到90 ± 3%的单程碳效率，同时55 ± 3%的C₂H₄法拉第效率和76± 2%的总C₂₊法拉第效率 。

参考文献：

Yuanjun Chen et.al Efficient multicarbon formation in acidic CO₂ reduction via tandem electrocatalysis Nature Nanotechnology 2023

DOI: 10.1038/s41565-023-01543-8

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01543-8