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將水系電化學CO₂還原為有價值的產品被視為實現碳中和的最有希望的候選方法之一，但仍然存在選擇性差和電流密度較低的問題。其中，高效的CO₂還原很大程度上依賴于結構良好的電極來實現CO₂、電解質和活性位點的高效、穩定的三相接觸。

基于此，南京理工大學李強教授和馮浩講師（共同通訊作者）等人報道了一種三相界面工程方法，該方法結合了分層多孔形態設計和表面改性，實現了CO₂向甲酸鹽的高效選擇性轉化。

具體而言，首先將鉍納米片陣列（Bi NSA）沉積在多孔銅泡沫（Bi NSA@CF）上，然后在Bi NSA表面修飾具有氟烷基鏈官能團的親氧網絡。泡沫銅形成的宏觀孔隙提供了縱橫交錯的微通道，有利于電解質傳輸。由納米片陣列衍生的大量微小空隙，使得固體活性位點得以更多地暴露。親氧網絡能夠有效轉移和吸附CO₂，從而成功構建了具有高效三相接觸的電極。密度泛函理論（DFt）計算表明，引入的官能團為甲酸鹽形成過程中關鍵中間體*OCHO的生成提供了更好的熱力學優勢。

此外，好氧網絡還固有地包括Bi-O-Si和Si-O-Si連接，從而穩定了三相界面。通過利用這種方法，在較寬的電位窗口內實現了選擇性甲酸鹽生產（選擇性高于90%），并且在甲酸鹽選擇性為98%時實現了高于90 mA cm^-2的局部電流密度。這種性能在型電池中是顯著的，同時在約25 h的長期運行過程中，該電極在電流密度和甲酸鹽選擇性方面均保持了優異的穩定性。

Triple-Phase Interface Engineered Hierarchical Porous Electrode for CO₂ Electroreduction to Formate. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202204472.

https://doi.org/10.1002/advs.202204472.

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?南理Adv. Sci.：分層多孔電極助力CO2電還原為甲酸鹽

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