分会

第二十一分会：二氧化碳资源化利用

摘要

将碳酸氢盐电解液直接电化学生成高附加值碳产品能够绕过能源密集型的二氧化碳再生过程，具有极大的应用潜力。然而，在碳酸氢盐电解槽中选择性地生产多碳(C2+)产品具有挑战性。在本项工作中，我们在碳纸上负载以氧化物(Cu2O)衍生的Cu (OD-Cu/C)为催化剂提高了对C2+产物的选择性。我们改变了碳粉与氧化亚铜混合的比例、催化剂载量和KHCO3浓度三个条件，以优化CO2和H+的局部浓度。在Cu2O混合10 wt%碳粉 (Cu2O/10 wt% C)，0.5±0.1 mg cm-2的催化载量以及0.1 M KHCO3的条件下，我们实现了100 mA cm-2的C2+产品法拉第效率 (FE) 为31±5%，并且能够稳定运行30 h。同时，我们实现在60 mA cm-2下48%的C2+ FE，相较于文献报道的最佳C2+ FE 15%有着显著提升。我们建立的一维连续介质模型表明，与对照相比，优化后的Cu2O/10 wt% C电极催化剂层中的活性表面积和厚度以及0.1 M KHCO3的低缓冲能力，其局部微环境条件能够更有利于C2+产物形成。这些发现有助于为碳酸氢盐电解选择性地合成C2+产品提供一种新的策略。

关键词

碳酸盐；电催化；CO2还原；铜基催化剂

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