通过CO₂电解可以利用可再生电力将CO₂转化有价值的燃料和化学品，其在实际应用中具有极大应用前景。然而，由于碱性和中性电解质中的严重碳损失，使其能源效率和碳效率低下。近日，中国科学院包信和院士、Wang Guoxiong、Gao Dunfeng报道了MEA电解槽中Ni-N-C催化剂上碳高效CO₂电解的酸性微环境。

本文要点：

1) 作者提出了一种使用零间隙酸性膜电极组件电解槽的碳高效CO₂电解策略，即在Ni-N-C催化剂的微环境（例如H⁺/K⁺和CO₂的局部浓度）中，通过优化阳极电解液组成（pH，K⁺）和输入CO₂压力来进行调节。在最佳条件下，Ni-N-C催化剂上的酸性CO₂电解在500mA cm⁻²的总电流密度下达到95%的CO法拉第效率，并且具有高达13mL min⁻¹的CO生成速率。

2) 与碱性CO₂电解相比，在pH=0.5时，CO合成的能量效率为45%，在300mA cm⁻²时，CO₂损失减少86%。密度泛函理论计算表明，H⁺和K⁺共存的稳定初始*CO₂中间体中起着至关重要的作用，从而增强了CO的形成。

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Li Hefei et.al Tailoring acidic microenvironments for carbon-efficient CO₂ electrolysis over Ni-N-C catalyst in a membrane electrode assembly electrolyzer EES 2023

DOI: 10.1039/D2EE03482D

https://doi.org/10.1039/D2EE03482D