亚琛工业大学Chem：观测气体扩散电极三相界面生成CO

纳米技术

2025-05-19

电化学还原CO₂是具有前景的缓解温室效应气体（特别是CO₂）排放问题的技术。气体扩散电极（GDEs）广泛的应用于电化学CO₂还原。虽然人们将多种多样的催化剂应用于CO₂还原，但是人们对于GDE层催化剂的湿态的认识仍然缺乏理解。这个问题显著影响电流密度和法拉第效率。

目前仍然存在两个问题：在电极内部是否发生所需求的反应、如何优化催化的工作状态，优化的反应性能？

有鉴于此，亚琛工业大学Matthias Wessling、Sebastian Brosch等报道微流体电解液对反应区域生成目标产物CO进行成像研究和产物选择性分析。

本文要点：

（1）

这个方法实现了对电极的不同状态的反应情况进行表征，揭示了催化剂润湿对于产物选择性的影响。与以往关于GDE电极的研究进行结合，为电化学还原CO₂提供深入理解。

（2）

这项研究能够监测微流体GDE电极内的催化剂层形成CO的情况进行成像，微流体电极能够系统的研究各种参数，包括离子聚合物的成分、层厚度、气体压力、CO₂浓度、电解液压力（electrolyte pressure）。这些参数显著影响特定产物的法拉第效率，得出润湿态（电解液分布情况以及界面的面积）、电池电压、CO₂传输等效应。

参考文献

Sebastian Brosch, Eike Häger, Ole Frank, Patrick Scholz, Wenzel Plischka, Matthias Wessling, Visualization of CO formation at the triple-phase boundary in gas diffusion electrodes for ecCO₂RR, Chem 2025

DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102582

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S245192942500172X