电催化CO₂还原(CO₂RR)为正丙醇等高能量密度C₃燃料已被广泛认为是可再生能源储存和碳中和的核心技术之一。不幸的是，能够同时实现有效转化为C₁和C₂产品的特殊催化位点难以为单个电解槽设计，导致对正丙醇的活性和选择性差。另外，CO的电解还原(CORR)对C₃燃料显示出良好的性能，但是气体储存的成本和安全性阻碍了其工业化。

近日，国家纳米科学中心唐智勇研究员，天津大学Shengbin Lei构建了由两个串联电解槽组成的系统，分别用于将CO2转化为CO和将CO转化为正丙醇。

文章要点

1）在第一步和第二步中分别采用两种催化剂3D单原子镍(3D Ni-SAG)和多孔Cu₂O，它们具有CO₂转化为CO和CO转化为正丙醇的高催化活性。

2）除了报道的串联电极和一锅串联催化剂之外，对串联电解槽的精确电压控制能够优化CO₂RR转化为CO和CORR转化为正丙醇的转化率。重要的是，实现了正丙醇15.9%的前所未有的法拉第效率以及相应的19.3%的半电池功率转换效率。

参考文献

Guoling Wu, et al, Selective Electroreduction of CO₂ to n-Propanol in Two-Step Tandem Catalytic System, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202202054

https://doi.org/10.1002/aenm.202202054