在海水中直接电解CO2，不仅可以将CO2转化为CO，而且同时将氯离子（Cl–）转化为Cl2，进一步满足光气合成等下游行业需求，也促进了CO2的净消耗。因此，迫切需要实施在海水中直接电解CO2。近日，大连理工大学邱介山教授和于畅教授（共同通讯作者）等人报道了一种通过简单的机械化学方法制备的CoPc分子注入的石墨氮化碳纳米片电催化剂（CoPc/g-C3N4）。
CoPc/g-C3N4具有带负电荷的表面和对Na+的优先吸附能力。在天然海水中，当电流密度为16.0 mA cm-2时，CoPc/g-C3N4对CO的法拉第效率（FE）为89.5%，并且可在模拟海水中稳定运行25 h。
过程监测进一步表明，NaCl电解液中的氯离子可以调节阳极周围的反应微环境，进而对阴极中的CO2RR产生积极影响。模拟海水中的CO2RR整体分裂，在电池电压为3 V下对CO的最大FE为98.1%。该工作描述了一种碳偶联CoPc分子催化剂的开发，该催化剂可以驱动模拟海水中的CO2电解，并提供了一种有前途的直接联产CO和Cl2的节能耦合反应系统。
图3. 评估模拟海水中整体裂解CO2的经济性和净减少量
Toward an Understanding of the Enhanced CO2 Electroreduction in NaCl Electrolyte over CoPc Molecule-Implanted Graphitic Carbon Nitride Catalyst. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202100075.
https://doi.org/10.1002/aenm.202100075.
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