二氧化碳电化学还原为甲酸是提高二氧化碳利用率的一条有前途的途径，并且具有作为储氢介质的潜在应用。

在这项工作中，国家可再生能源实验室K. C. Neyerlin开发了一种零间隙膜电极组件架构，用于从二氧化碳直接电化学合成甲酸。

文章要点

1）关键的技术进步是穿孔阳离子交换膜，当用于正向偏压双极膜配置时，允许膜界面处产生的甲酸以高达 0.25 M 的浓度通过阳极流场排出。没有额外的夹层组件在阳极和阴极之间，这一概念旨在利用燃料电池和氢气电解中普遍存在的现有材料和堆设计，从而更快地向规模化和商业化过渡。

2）在 25 cm² 电池中，穿孔阳离子交换膜配置可在 <2 V 和 300 mA/cm² 的条件下对甲酸实现 >75% 的法拉第效率。更关键的是，200 mA/cm² 下的 55 小时稳定性测试显示了稳定的法拉第效率和电池电压。

利用技术经济分析来说明实现与当前甲酸生产方法成本平价的途径。

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Hu, L., Wrubel, J.A., Baez-Cotto, C.M. et al. A scalable membrane electrode assembly architecture for efficient electrochemical conversion of CO2 to formic acid. Nat Commun 14, 7605 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-43409-6

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43409-6