ACS Catal:调节界面氢键促进酸性电解CO2
纳米技术 纳米 2024-06-30

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酸性电催化还原CO2能够实现高效率利用CO2,但是通常电极-电解液界面具有较高浓度的质子,这导致抑制竞争HER反应非常困难。

界面氢键网络能够显著影响质子转移过程和HER或CO2还原等质子参与的反应动力学。

有鉴于此,华东理工大学李春忠教授江宏亮教授报道磺酸盐添加剂(对苯乙烯磺酸钠(SPS)、对甲苯磺酸钠(STS)和苯磺酸钠(SBS))能够重构界面氢键网络,增强电催化还原CO2性能。

本文要点

(1)

反应机理研究的结果说明磺酸盐添加剂能够与H2O形成非常强的氢键相互作用,导致界面的质子流动性较差,因此阻碍与质子浓度有关的HER反应。

(2)

对苯乙烯磺酸钠添加剂助力酸性电解CO2实现了较高的CO产率,选择性达到97.8 %,在250 mA cm-2电流密度时,单程碳利用效率达到66.3 %。这项工作展示了调节界面氢键网络微环境增强酸性电解CO2的策略。

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Wangxin Ge, Lei Dong, Chaochen Wang, Yihua Zhu, Zhen Liu, Hongliang Jiang*, and Chunzhong Li*, Modulating Interfacial Hydrogen-Bond Environment by Electrolyte Engineering Promotes Acidic CO2 Electrolysis, ACS Catal. 2024, 14, 10529–10537

DOI: 10.1021/acscatal.4c02916

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c02916


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