对于环境问题和能源危机，在酸性电解液中进行电催化还原CO₂制备多碳产物（C2+）是的一种具有前景的方法与途径。但是，通常酸性电解液存在竞争性的HER反应，并且生成C2+产物的选择性较差，造成电催化还原CO₂制备多碳产物技术难以发展。

人们发现电极附近的高浓度K⁺能够阻碍质子扩散，促进C-C偶联反应，但是K离子的溶解性限制了反应位点附近的K⁺浓度，导致酸性CO₂电化学还原的性能较低。

有鉴于此，慕尼黑大学Emiliano Cortes、中南大学刘敏、傅俊伟等报道Cu纳米针结构能够形成超高的局部K⁺浓度（高达4.22 M），这打破K⁺浓度的3.5 M局限，实现了优异的酸性电催化还原CO₂制备C2+活性。

主要内容

（1）

当K⁺离子浓度提高，由于电中性效应影响，电极附近的OH^-浓度增加，因此能够阻碍酸性HER反应。而且，当体系具有非常高的K⁺，C-C偶联反应的能垒得以降低。

（2）

在1400 mA cm^-2电流密度的C2+法拉第效率达到90.69±2.15 %，比目前报道的酸性电催化还原CO₂性能更好。当CO₂流速为7 sccm单程碳转化效率达到25.49±0.82 %，超过中性电解液电催化还原CO₂实现100 %乙烯选择性的理论数值（25 %）。这项工作有助于改善强酸性电解液在大电流密度进行电催化还原CO₂的产物C2+选择性。

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Xin Zi, Yajiao Zhou, Li Zhu, Qin Chen, Yao Tan, Xiqing Wang, Mahmoud Sayed, Evangelina Pensa, Ramadan A. Geioushy, Kang Liu, Junwei Fu, Emiliano Cortes, Min Liu, Breaking K⁺ Concentration Limit on Cu Nanoneedles for Acidic Electrocatalytic CO₂ Reduction to Multi-Carbon Products, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202309351

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202309351