通过捕获CO₂进行电化学合成高纯度CO仍然是个能量密集的过程，这是因为电催化还原CO₂的过程不可避免的需要CO₂重生以及对生成产物进行提纯。

有鉴于此，湖南大学张世国教授、倪文鹏助理教授等报道提出了一种使用创新型电解液（多孔电解液PE，porous electrolyte）实现了直接电化学合成高纯度的CO，这种电催化合成技术中的多孔电解液是基于“多孔水”。

在多孔电解液中的分子筛纳米晶体为液相提供永久的多孔结构，能够通过颗粒扩散模型实现物理吸附CO₂（并且通过分子动力学模拟和原位光谱表征验证）。捕获的CO₂分子在还原电势下通过界面CO₂浓度梯度作用自发脱附，随后发生电化学还原。

本文要点：

（1）

PE电解液中的高浓度CO₂增强了传质作用，分子筛的Si-OH官能团和K⁺离子发生表面离子交换，产生更强的界面电场，促进电子转移的发生。这种作用优化了传质和电子转移的动力学，实现了更高的电催化还原CO₂本征活性。相比于传统的CO₂电催化体系，基于多孔电解液（PE）的电解体系表现优异的CO法拉第效率和更高的部分电流密度。

（2）

通过PE和Ni-N/C阴极构筑的循环电解体系能够从稀CO₂（15 %）原料持续的生成高纯度CO（97.0 wt%），在150 mA cm^-2电流密度的CO纯度保持>90.0 wt %，这种技术显著降低了能耗和成本。

参考文献

Wei Zhang, Minyang Dai, Zhouliangzi Zeng, Yahan Wang, Yan Zhang, Wenpeng Ni, Shuangyin Wang, Shiguo Zhang, Electrolyte Design Using "Porous Water” for High-purity Carbon Monoxide Electrosynthesis from Dilute Carbon Dioxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202424104

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202424104