从 CO 电合成乙酸盐为这种有价值的化学品提供了一条低碳强度路线的前景,但前提是实现了足够的选择性、反应速率和稳定性。当务之急是以受控方式实现相关中间体的质子化,并在抑制竞争性析氢反应 (HER) 的同时实现这一目标,同时将多碳 (C2+) 产品转化为单一有价值的产品——一个例子这是醋酸盐。
在这里,多伦多大学Edward H. Sargent,David Sinton,浙江大学Yang Hou报道了界面工程以实现固/液/气三相界面调节,研究发现,发现它导致中间体的位点选择性质子化和乙烯酮中间体的优先稳定:这导致了选择性的提高和醋酸盐的能源效率。
文章要点
1)进一步调整催化剂成分并优化界面水管理,研究人员就获得了镉-铜催化剂,该催化剂在 150 mA cm−2 下的醋酸法拉第效率 (FE) 为 75%,具有超低 HER (<0.2% H2 FE) 。
2)研究人员开发了一种高压膜电极组件系统,通过控制气体反应物分布来提高 CO 覆盖率,同时实现 86% 的醋酸盐 FE,同时醋酸盐全电池能源效率 (EE) 为 32%,这是直接醋酸盐电合成中报道的最高能源效率。
参考文献
Wang, X., Chen, Y., Li, F. et al. Site-selective protonation enables efficient carbon monoxide electroreduction to acetate. Nat Commun 15, 616 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44727-z