腙键COF修饰膜电极

酸性条件下制乙烯

通过共价有机框架与催化剂共集成于阴离子交换膜，实现氢氧根与钾离子的双向传输，从而在酸性进料下高效稳定地将CO2还原为乙烯。

刘佳 · Yijia, Yuan · 张焜 · Hu, Qikun · Xi, Shibo · Yang Quan-Hong · Loh, Kian Ping

Nature Communications 2025

参数信息

全电池电压

4.5 V

CO2制乙烯法拉第效率

50 %

稳定性

300 h

电流密度

204 mA cm⁻²

技术优势

抑制析氢

通过COF与催化剂集成，减少质子向催化剂表面迁移和累积，从而抑制析氢并促进CO2吸附。

防止碳酸盐沉淀

腙键COF提供氢氧根快速传输通道，避免氢氧根局部过浓而引发碳酸盐沉淀，从而维持长期稳定性。

高电流稳定制乙烯

该MEA在总电流10 A下仍保持约50%的乙烯法拉第效率，且能稳定运行超过300小时，适用于规模化电解。

应用场景

• CO2电还原制多碳产物：直接制乙烯，供化工原料，避免传统裂解的高能耗。
• 酸性电解CO2装置：解决酸性电解中质子累积和碳酸盐沉淀，提高系统稳定性。
• COF基膜电极：用腙键COF作传输层，双向导通氢氧根和钾离子，优化MEA性能。
• 电解池膜电极组件：提供高电流密度下稳定运行的膜电极，便于规模化电解槽集成。