碱性体系的工业级电催化还原CO₂得到快速发展，但是在酸性电解液环境进行CO₂电催化还原反应仍然具有显著的HER竞争反应、酸腐蚀、较低的产物选择性等问题亟待需要克服。

有鉴于此，南京理工大学段静静教授等通过质子交换膜电解槽技术，基于Pourbaix相图指导构筑了耐酸的Bi-MOF催化剂，实现了工业级酸性电解水性能。

本文要点

（1）

在酸性电解液进行电催化还原CO₂，当电流密度为400 mA cm^-2，HCOOH的法拉第效率达到95.10 %，CO₂单程转化率达到64.91 %，

（2）

质子交换膜电解槽器件在250 mA cm^-2电流密度的电压仅为3.5 V，而且在100 h内生成HCOOH的法拉第效率为93.5 %，能量效率达到200.65 kWh kmol^-1，甲酸的产量达到12.1 mmol m^-2 s^-1，能量转化效率达到38.2 %。

这项研究有助于推动CO₂电解技术的商业化和成功部署。

参考文献

Yang, K., Li, M., Gao, T. et al. An acid-tolerant metal-organic framework for industrial CO₂ electrolysis using a proton exchange membrane. Nat Commun 15, 7060 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51475-7

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51475-7