电化学CO₂还原反应（CO₂RR）是一种利用清洁能源生产可再生燃料和化学原料的方法。而甲酸盐生产是CO₂RR的目标产品之一，其主要需要相对较高过电位的后过渡金属催化剂。近日，代尔夫特理工大学Maryam Abdinejad、Thomas Burdyny、多伦多大学Oleksandr Voznyy、Heinz-Bernhard Kraatz通过将MXene基材料插入Cu–Pd 3D气凝胶中实现CO₂电还原生成甲酸。

本文要点：

1) 作者将双金属Cu–Pd的组合物固定在2D Ti₃C₂T_x（MXene）纳米片上，再将这些纳米片冻干成高度多孔的3D气凝胶，从而使甲酸盐的生产比后过渡金属更高效。此外，作者使用膜电极组件（MEA）发现，该催化剂在150 mA cm⁻²的电流密度下，甲酸盐的选择性>90%，以及在5小时的操作过程中达到了47%的总能量效率。

2) 类似的Cu-Pd气凝胶在没有MXene模板的情况下实现了接近单位产率的CO生产。这种简单的策略向基于3D MXene的CO₂RR电催化剂应用迈出了重要一步，并为制备基于MXene的宏观气凝胶电催化剂开辟了道路。

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Maryam Abdinejad et.al Insertion of MXene-Based Materials into Cu–Pd 3D Aerogels for Electroreduction of CO₂ to Formate Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300402

https://doi.org/10.1002/aenm.202300402