由可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能等）產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)二氧化碳（CO2）的電催化還原反應(yīng)制備碳基化學(xué)品是具有前景的技術(shù)之一。Sn、Cu地球蘊(yùn)藏豐富，Sn/Cu基催化劑具有高選擇性，可在水溶液中將CO2電催化還原成CO。然而，CO2在水中的溶解度低導(dǎo)致CO2在反應(yīng)中質(zhì)量傳遞受到限制，從而降低催化效率。

成果一覽

近日，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Wang Jing和Ju Wenbo報(bào)道了基于Sn/Cu涂覆的電紡聚偏二氟乙烯納米纖維制備的獨(dú)立式氣體擴(kuò)散電極。采用氣態(tài)CO2作為反應(yīng)物突破CO2在水中溶解度的瓶頸，提升了質(zhì)量傳遞的效率，從而提高催化活性。產(chǎn)物CO的電流密度高于100 mA cm-2，同時(shí)保持法拉第效率高于80％。

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圖文導(dǎo)讀

圖1 Sn/Cu-PVDF 電極形貌結(jié)構(gòu)表征

圖2 Sn/Cu-PVDF精細(xì)結(jié)構(gòu)及電性能

圖3 Sn/Cu-PVDF電極示意圖

圖4 電化學(xué)性能表征

圖5 不同催化劑電化學(xué)性能對(duì)比

本文制備出Sn/Cu納米纖維電極，用于將氣態(tài)CO2催化還原成CO。通過(guò)精確控制Sn的覆蓋率，從而實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原CO2。對(duì)于Sn/Cu-PVDF電極，在電勢(shì)≤-0.9V時(shí)獲得的CO的FE高于80％，并且Sn/Cu電極首次實(shí)現(xiàn)CO部分電流密度> 100mA cm-2。

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即使在135小時(shí)的反應(yīng)后，CO選擇性仍保持在- 80％以上。研究證明，Sn/Cu納米纖維電極的高滲透性對(duì)于維持高CO2轉(zhuǎn)化率和抑制競(jìng)爭(zhēng)性氫析出反應(yīng)至關(guān)重要。

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文獻(xiàn)信息

Electrocatalytic Reduction of Gaseous CO2 to CO on Sn/Cu-Nanofber-Based Gas Diffusion Electrodes

(Advanced Energy Materials，2019，DOI: 10.1002/aenm.201901514)

原文鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201901514