通过膜电极组实现工业级别电流密度的电催化CO₂还原，但是膜电机组催化反应通常因为阳离子交换膜的缺陷导致阳离子交叉，在阴极的孔内生成固体沉淀物种。

有鉴于此，柏林亥姆霍兹材料与能源中心(Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH) Matthew T. Mayer、Gumaa A. El-Nagar等报道研究发现阳离子的浓度影响阳离子的跨膜运动速率，这种现象显著影响Cu催化剂的CO₂电催化活性。

主要内容

（1）

通过系统研究KOH或者KHCO₃的离子强度变化对CO₂电催化还原产物CO或者C₂₊（C₂H₄）的改变，发现产物的选择性与K⁺离子密切相关，说明阳离子在C-C偶联反应中起到关键作用，而且这种关键作用在没有阴极液体电解液时同样有效。

（2）

通过原位XAS和准原位XPS光谱表征，发现Cu催化剂表面结构与阳离子浓度有关，稀释的阳离子导致形成Cu⁺和Cu⁰混合物表面，高浓度阳离子形成的表面主要为Cu⁰。

参考文献

Gumaa A. El-Nagar, Flora Haun, Siddharth Gupta, Sasho Stojkovikj & Matthew T. Mayer, Unintended cation crossover influences CO₂ reduction selectivity in Cu-based zero-gap electrolysers. Nat Commun 14, 2062 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-37520-x

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37520-x