膜电极组件（MEA）电解槽中的电催化CO₂还原是以商业生产碳中和化学品和燃料的一种极具潜力的方法。然而，由于MEA中的阴极水淹和盐沉淀问题，使其稳定性差成为该技术商业化的重大挑战。近日，丹麦技术大学Brian Seger研究了碱性阳离子如何影响膜电极组件电解槽中的盐沉淀和CO₂电解性能。

本文要点：

1) 作者使用广角X射线散射（WAXS）证明了盐沉淀的形成过程，并发现其随碱阳离子的变化而变化。作者还通过使用在线气相色谱仪测量阳极和阴极产物，并将沉淀物的形成与CO₂还原反应（CO₂RR）和析氢反应（HER）选择性相关联。作者发现，低溶解度盐可以在催化剂层上快速沉淀，并限制CO₂进入催化剂，从而增强HER。

2) 尽管边际溶解盐具有盐沉淀和溶解之间的振荡趋势，但使用高可溶性Cs盐可防止盐沉淀并缓解气体扩散层水淹。此外，稀释阳极电解液中的阳离子浓度显著减少了盐沉淀，并提高了CO₂RR产物的选择性。

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Sahil Garg et.al How alkali cations affect salt precipitation and CO2 electrolysis performance in membrane electrode assembly electrolyzers EES 2023

DOI: 10.1039/D2EE03725D

https://doi.org/10.1039/D2EE03725D