通过可再生电能进行电催化还原CO₂合成燃料和化学品是关键且合理的路径。

有鉴于此，劳伦斯伯克利实验室Adam Z. Weber通过多相物理学建模技术理解膜电解槽内Ag催化CO₂还原为CO的实验数据。

主要内容

（1）

通过CO₂交叉和产物生成速率的实验结果一维建模，Marcus–Hush–Chidsey动力学描述电催化还原生成CO的反应动力学。当考虑CO₂电催化还原反应中的溶剂重组，能够非常准确的预测实验数据。这些研究结果说明离子的生成和传输、CO₂溶解性、水的控制之间的竞争对于电催化还原CO₂性能的影响。

（2）

这个模型显示增加离子交换膜的容量和催化剂的表面积能够使得CO生成速率提高>100 mA cm^-2，而且不会损失CO₂的利用效率。

参考文献

Lees, E.W., Bui, J.C., Romiluyi, O. et al. Exploring CO₂ reduction and crossover in membrane electrode assemblies. Nat Chem Eng (2024)

DOI: 10.1038/s44286-024-00062-0

https://www.nature.com/articles/s44286-024-00062-0