电催化还原CO₂制备甲烷等烃类燃料能够解决大规模储存可再生电能的问题。为了实现这个目标，CO₂转化为CH₄需要能够达到高选择性、在大电流密度具有能量效率。

有鉴于此，女王大学Cao-Thang Dinh等报道电化学催化CO₂转化体系，这种CO₂电催化转化体系使用原位Cu活化方法，而且能够调控质子-碳酸根-CO₂传质，在大电流密度保持较高CH₄产物选择性。

主要内容

（1）

研究发现，Cu电极通过溶解CO₂和从碳酸根生成CO₂的方式维持局部CO₂浓度，通过变化的交流电原位活化Cu，从而实现了优异的催化活性和CH₄选择性。

（2）

在CO₂电化学还原的反应中，能够在比较广泛的区间（100-750 mA cm^-2）实现70 %的CH₄法拉第效率，而且在500 mA cm^-2电流密度能够稳定工作12 h。体系气体产物中，CH₄浓度达到23.5 %。

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Cornelius A. Obasanjo, Guorui Gao, Jackson Crane, Viktoria Golovanova, F. Pelayo García de Arquer & Cao-Thang Dinh, High-rate and selective conversion of CO₂ from aqueous solutions to hydrocarbons. Nat Commun 14, 3176 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-38963-y

https://www.nature.com/articles/s41467-023-38963-y