研究概述一氧化碳（CO）的電還原，不受碳酸鹽問題的影響，為直接CO?電還原提供了一種可行的替代方案。為了開發CO還原技術，對膜電極組件（MEA）電池的研究至關重要。然而，目前的CO電解器在安培級電流密度下運行時能量效率低下。基于此，2024年11月18日，瑞士洛桑聯邦理工學院胡喜樂教授課題組在國際期刊Chem發表題為《Field-enhanced CO electroreduction in membrane electrolyzers at a dehydrated interface》的研究論文。Xile Hu（胡喜樂），瑞士洛桑聯邦理工學院化學科學與工程學院化學系教授；主要研究目標：開發由地球上豐富元素制成的催化劑，將其用于與合成、能源和可持續性發展相關的化學轉化；專注于非貴金屬催化的C-C鍵形成反應、C-H鍵官能團化、（電）催化水分解、小分子（如CO2/H2/O2的活化）的開發、金屬酶活性位點的合成模型的開發。
在本文中，研究人員通過揭示基準Cu催化劑在流動池和MEA電解槽之間性能差來填補這一空白。
作者確定了這一差異的根本原因是由于MEA電池獨特的界面配置，陰極處K?陽離子和水的耗竭。
基于這一見解，研究人員設計了尖端具有增強電場（EFs）的針狀催化劑，研究人員能夠將有限的K?陽離子集中到陰極尖端，同時通過電滲析促進水的吸收。開發了一個MEA CO電解器，僅在2.7 V電壓下即可實現2,500 mA cm?2的大電流密度。這個發現可以加速更高效CO電解器的開發，為可擴展的碳循環解決方案鋪平道路。圖文解讀
圖1：CORR MEA和流通池之間的差異
圖2：不同電流密度下MEA中K+和H2O環境的模擬
圖3：用于MEA和流動池中CORR的針狀和立方體催化劑文獻信息
Field-enhanced CO electroreduction in membrane electrolyzers at a dehydratedinterface,?Chem,?2024.?
