Nature子刊最新电催化科研成果！

赵桂芝 2024-11-20

厦门大学的王野教授、程俊教授、谢顺吉教授和中国科学技术大学的姜政教授等人在Nature Communications发表论文，该团队发现了一种合适的纳米复合电催化剂，其具有丰富的Cu2O-Cu0界面，在MEA体系中实现共进料H2O的作用，以促进CO2RR过程中C2+化合物的形成。

厦门大学的王野教授、程俊教授、谢顺吉教授和中国科学技术大学的姜政教授等人在Nature Communications发表论文，该团队发现了一种合适的纳米复合电催化剂，其具有丰富的Cu ₂O-Cu0界面，在MEA体系中实现共进料H ₂O的作用，以促进CO ₂RR过程中C ²⁺化合物的形成。

论文拟解决的关键挑战

膜电极组件（MEA）在多碳（C ²⁺）化合物的电催化CO ₂还原反应（CO ₂RR）中具有广阔的应用前景。在无阴极的MEA电解槽中，水管理是至关重要的，但很少有研究阐明阴极共进水是否能促进C ²⁺的形成。

图文简介

针对上述挑战，厦门大学的王野教授、程俊教授、谢顺吉教授和中国科学技术大学的姜政教授等人在Nature Communications发表论文，该团队发现了一种合适的纳米复合电催化剂，其具有丰富的Cu2O-Cu0界面，在MEA体系中实现共进料H2O的作用，以促进CO2RR过程中C2+化合物的形成。

研究表明，在Cu0纳米颗粒催化剂上，共进料H2O对C2+的形成没有影响，但在含有丰富Cu2O-Cu0界面的纳米复合材料上，共进料H2O对C2+化合物的CO2RR有显著的积极影响，并抑制H2的析出。

在优化的水压力下，作者在全电池MEA电解槽中实现了1.0 A cm-2的电流密度和19%的单次C2+产率，以及80%的C2+法拉第效率（主要是C2H4和C2H5OH）。当电流密度为800 mA cm-2时，C2+形成的全电池能量转换效率（ECE）可达到31%，在250 mA cm-2下，该体系至少稳定350小时。C2+化合物（C2-3烯烃和氧合物）的摩尔碳基选择性和产率分别达到83%和19%，在较苛刻的反应条件下优于热催化体系。