相比于更接近废气的低浓度CO₂，目前人们通常使用高纯度CO₂进行电催化还原CO₂。而且电催化反应生成的液相产物通常与电解液混合，导致获取液相产物需要高昂的分离步骤过程。

有鉴于此，中山大学廖培钦等报道一种多孔导电Bi MOF（Bi-HHTP），其中HHTP=2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基苯。这种Bi-HHTP不仅能够高效率从稀CO₂捕获CO₂，而且能够作为电催化剂将CO₂转化为甲酸，在2.6 V电压实现80 mA cm^-2电流密度，法拉第效率高达90 %。

主要内容

（1）

在稀CO₂气氛进行电催化还原CO₂的性能与使用高浓度CO₂电催化性能类似，这项研究首次在含有O₂和N₂存在的时候表现优异的电催化还原CO₂性能，当使用稀CO₂和Bi-HHTP覆盖的1 cm²电极进行电催化还原CO₂，连续30 h内能够持续制备200 mM甲酸溶液。

（2）

生成的甲酸溶液不含电解质，而且这种高浓度的纯甲酸能够直接用于甲酸溶液燃料电池。通过详细的研究，发现Bi-HHTP的多孔结构以及开放Bi位点能够以较低的吉布斯自由能生成关键*OCHO中间体，因此导致这种优异的电催化活性。

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Zhen-Hua Zhao, Jia-Run Huang, Da-Shuai Huang, Hao-Lin Zhu, Pei-Qin Liao*, and Xiao-Ming Chen, Efficient Capture and Electroreduction of Dilute CO₂ into Highly Pure and Concentrated Formic Acid Aqueous Solution, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c04841

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04841