质子阻隔型电极涂层

酸性CO₂电解200h稳定

通过耦合阳离子交换离聚物与Al₂O₃，在电极表面构建富钾碱性微环境，同时阻断质子内流和氢氧根外流，从根本上抑制析氢、促进碳碳偶联。

Li, Xiaotong · Xinhui, Guo · Qian, Liu · Yunxia, He · Youwen, Rong · Zijian, Tan · Yiyuan, Jiang · 陈洲 · 高敦峰 · 汪国雄 · Xinhe, Bao

Energy and Environmental Sciences 2026

具体参数

C₂₊法拉第效率

{'zh': '81.3', 'en': '81.3'} %

稳定性运行时间

{'zh': '200', 'en': '200'} h

技术优势

析氢被压住了

耦合阳离子交换离聚物与质子阻隔氧化物Al₂O₃，限制H⁺内流和OH⁻外流，在电极表面建立富钾碱性微环境，使反应路径转向CO₂还原。

大电流下跑得动

在600 mA cm⁻²的高电流密度下仍保持81.3%的C₂₊法拉第效率，适用于工业化级别的产率需求。

200小时不衰减

在200 mA cm⁻²下持续运行200小时性能稳定，解决了酸性电解中催化剂和涂层长期稳定性不足的难题。

换个催化剂也能用

该涂层策略不依赖特定催化剂，在不同催化平台上都能有效调控界面微环境，显示出广泛的通用性。

应用场景

• CO₂电还原：用该涂层实现酸性条件下高效CO₂电还原，避免碳酸盐生成，提高单程转化率。
• 酸性电解制化学品：在酸性电解中抑制析氢，直接制取高价值多碳化学品，无需后续分离CO₂。
• 电催化制多碳产物：通过涂层构建的富钾碱性微环境降低*CO二聚能垒，提高C₂₊选择性。
• 界面微环境调控：涂层的离子选择性调控机制是界面微环境设计的范例，可迁移至其他电催化体系。