目前CO₂捕获和浓缩通常具有能量密度较高的缺点，这是因为通常基于热力学循环过程由于Carnot效率限制效率。相比而言，通过电化学驱动CO的捕获和提纯具有更高的理论效率。大多数CO₂捕获和提纯的体系通常对O₂非常敏感，因此难以实现实际应用。有鉴于此，加州大学Jenny Y. Yang等报道为了实现对O₂稳定的CO₂捕获和浓缩，发展了具有氧化还原能力的分子作为载体，与O₂/O₂^-氧化还原对配合。但是之前的工作中，作者发现使用比较温和的电势影响CO₂分子的结合。为了解决这些问题，作者通过有机醇添加剂实现醌（TCQ, 2,3,5,6-四氯-苯醌）的氧化还原载体的电势向正向移动350 mV，因此能够在O₂中保持稳定。

本文要点

（1）

通过二价阳离子与CO₂结合的TCQ之间通过分子间的氢键相互作用与有机醇的pK_a之间建立关系，发现乙醇是比较合适的添加剂，乙醇分子能够改善反应的还原电极电势和CO₂的结合常数（这两个参数是CO₂捕获和提高浓度的关键）。

（2）

通过TCQ分子和乙醇实现了完全的CO₂捕获和浓缩循环，计算结果发现这个体系将10~100 %的CO₂浓缩的能量需求为21 kJ/mol，其性能达到目前热力学有机胺捕获体系或者其他氧化还原载体体系的2倍，此外这种使用氢键供体添加剂的方法具有普适性优点，能够用于调控其他醌/醇组合捕获CO₂体系的氧化还原性质。

参考文献

Jeffrey M. Barlow and Jenny Y. Yang*, Oxygen-Stable Electrochemical CO₂ Capture and Concentration with Quinones Using Alcohol Additives, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c04044

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c04044