(Article) JACS: 在高压条件下电化学还原CO2至甲酸盐的铜基电催化剂

DOI: 10.1021/jacs.0c00122 Title: Electroreduction of CO₂ to Formate on a Copper-Based Electrocatalyst at High Pressures with High Energy Conversion Efficiency 摘要： 电催化二氧化碳还原成有价值的燃料是减轻能源和环境问题的一个有前途的方法，但是控制反应路径和产物仍然是一个挑战。利用高纯铜箔的方波电化学氧化还原反应制备了一种新型的纳米氧化铜薄膜。在≥45大气压 CO₂条件下，阴极法拉第效率高达98% ，使碳酸氢根阴极电还原成接近纯的甲酸盐。该阴极与新开发的氢氧化镍碳酸盐阳极在 koh / 硼酸盐溶液中成对时，产生的双电极高压电解槽在长期甲酸盐生产中能量转换效率高达55.8% 。在高压条件下，CO₂溶解度大幅度增加，CO₂还原速度加快，氢气析出速率降低，而(111)取向的 Cu₂O 薄膜对于 CO₂还原成甲酸具有重要作用。这一研究结果对于将二氧化碳减少到单一液体产品中具有较高的能量转换效率含量具有重要意义。 图文导读：

Key Point 1: 方波电化学处理之后的Cu基纳米催化剂的形貌表征，Cu₂O主要暴露（111）表面

Key Point2: 方波电化学处理之后的Cu基纳米催化剂的CO2电还原性质，加压之后，CO2的溶解度增加

Key Point 3: 方波电化学处理之后的Cu基纳米催化剂在高压条件下CO2电还原性质，加压之后，HCOOH的产率大幅增加

Key Point 4：全电解池性能测试，器件能量效率高达55.8%