大速率电化学还原CO₂制备C₂₊有机醇受到人们广泛关注，但是这种大电流密度电化学还原反应性能远远低于商业化要求，使用气体扩散电极（GDE）和3D纳米结构催化剂，能够显著改善流动相电解CO₂的性能。

有鉴于此，中科院化学所韩布兴(Buxing Han)院士团队、朱庆宫(Qinggong Zhu)等制备一种3D Cu-壳聚糖(chitosan)（CS-GDL）气体扩散电极，这种电极中壳聚糖能够在Cu催化剂和GDL之间作为过渡层，高度互相连通的网络结构实现形成3D结构Cu金属箔，这种集成的结构能够促进电子快速传输，缓解电化学反应的传质局限。

主要内容

（1）

在优化反应条件后，在900 mA cm^-2电流密度和-0.87 V vs. RHE过电势实现了88.2 %的法拉第效率，其中C₂₊有机醇的部分电流密度达到462.6 mA cm^-2，选择性达到51.4 %，从而实现优异的制备C₂₊有机醇。

（2）

通过实验和理论计算，说明壳聚糖促进生成具有丰富Cu(111)/Cu(200)晶面结构的3D六角形棱柱Cu纳米棒，这种结构Cu促进电催化反应生成有机醇。本文工作展示了一种性能优异的电化学还原CO₂的GDE电极。

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Jiahui Bi, Pengsong Li, Jiyuan Liu, Shuaiqiang Jia, Yong Wang, Qinggong Zhu, Zhimin Liu & Buxing Han, Construction of 3D copper-chitosan-gas diffusion layer electrode for highly efficient CO₂ electrolysis to C₂₊ alcohols. Nat Commun 14, 2823 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-38524-3

https://www.nature.com/articles/s41467-023-38524-3