ACS Catal.：高纵横比Ag纳米线电极助力CO2电化学转化为CO

经济的CO₂转化为CO或生成合成气需要产品选择性、高通量和耐用的电解槽。结合气体扩散层（GDL）的高比表面积纳米催化剂可实现高CO₂通量和转化率，但催化剂利用率低、过早降解和GDL溢流会限制电解槽的运行。

近日，美国国家标准和技术研究所Thomas P. Moffat和David Raciti、杜克大学Benjamin J. Wiley（共同通讯作者）等人报道了一种由高纵横比Ag纳米线（Ag NW）电催化剂的高导电催化剂床组成的催化剂层（CL）与非导电多孔聚四氟乙烯（PTFE）GDL集成，实现了更耐用和选择性的电解槽性能。

该电解槽能够探索氯离子厚度对催化剂利用效率和选择性的影响。结合Ag NW-PTFE GDL的1-D计算模型，发现优化的CL厚度受到局部CO₂水溶液浓度的显著的限制，导致最佳性能为250 A/g（15×改善），对析氢反应（HER）抑制高达20×。

此外，催化剂微环境中的局部pH值表明，碳酸氢盐电解质的局部形态影响H₂和CO之间的选择性。附加的实验测量表明，碳酸氢盐中的质子离解对中间过电位下的析氢有显著贡献。

导电和机械稳定的NW催化网络与疏水性PTFE多孔支撑结构的结合为调整介尺度催化剂的微环境提供了一个有效的平台，从而改善CO₂电还原过程中的性能和耐久性。

High-Aspect-Ratio Ag Nanowire Mat Electrodes for Electrochemical CO Production from CO₂. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c02783.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02783.

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