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酸性電催化還原CO₂制備多碳產(chǎn)物（C₂₊）受到廣泛關(guān)注，因?yàn)樗嵝韵啾扔谥行曰驂A性具有更好的碳利用效率。如何改善酸性電催化還原CO₂制備C₂₊的效率非常重要，尤其是在大電流密度和低K⁺離子濃度。

有鑒于此，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所張建玲研究員等報(bào)道離子液體聚合物（PIL, polymeric ionic liquid）覆蓋層修飾Cu催化劑表面，顯著增強(qiáng)在大電流密度（1.0 A cm^-2），CO₂電催化轉(zhuǎn)化為C₂₊產(chǎn)物的性能。

本文要點(diǎn)：

（1）

對(duì)于相對(duì)較低的K⁺濃度（1.0 M）的酸性電解液（pH=1.8）和1.0 A cm^-2電流密度，C₂₊產(chǎn)物的法拉第效率達(dá)到82.2 %。特別是電流密度高達(dá)1.5 A cm^-2，C₂₊產(chǎn)物的法拉第效率仍達(dá)到75.8 %。

（2）

實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算研究結(jié)果表明，Cu催化劑表面PIL覆蓋層能夠阻礙H+擴(kuò)散到催化劑表面，并且富集K⁺，促進(jìn)C-C偶聯(lián)反應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

Tan, Z., Zhang, J., Yang, Y. et al. Polymeric ionic liquid promotes acidic electrocatalytic CO₂ conversion to multicarbon products with ampere level current on Cu. Nat Commun 16, 1843 (2025). 

DOI: 10.1038/s41467-025-57095-z

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57095-z