酸化CO₂电还原催化界面

强酸下多碳产物法拉第效率89.5%

通过协同调控质子活化与界面溶剂化，在酸性介质中实现高选择性碳碳耦合，抑制析氢。

Jin, Qi · 杨云 · Dongao, Zhang · 伊晓东 · 汪国雄 · 陈洲

Nature Communications 2026

具体参数

多碳产物法拉第效率

{'zh': '89.5', 'en': '89.5'} %

多碳产物部分电流密度

{'zh': '1', 'en': '1'} A cm⁻²

技术优势

多碳效率达89.5%

氧化铜纳米片与固定化钴卟啉协同，使质子被导向CO₂还原中间体而非析氢，在pH 2下将法拉第效率提升至89.5%。

电流密度超1 A cm⁻²

在高选择性下同时实现工业级的多碳产物部分电流密度，突破酸性体系因析氢导致的低电流瓶颈。

极端酸性仍高效

在pH低至0.7的强酸条件下仍维持高选择性，证明该界面在质子浓度极高时依然能抑制析氢。

应用场景

• 酸性CO₂电还原：直接在高质子浓度下实现高选择性C–C偶联，避免中和步骤，简化电解系统。
• 高选择性CO₂利用：在强酸中将CO₂高效转化为乙烯、乙醇等多碳产物，大幅减少副产氢。
• 双功能催化界面：将氧化铜与钴卟啉集成，分工调控质子活化与C–C偶联，直接用于电极涂层。
• 酸性电解CO₂制多碳产物：在酸性电解槽中一步产出多碳产物，精简分离流程，适配工业级电流。