电化学二氧化碳(CO2)还原反应通常伴随动力学缓慢的阳极析氧反应,不仅导致阳极产物附加值低,还大幅提升了整体反应的能耗与成本。为提升CO2还原反应的经济可行性,实现两个电化学半反应的双端增值化学品联产成为关键方向。然而,要在阴阳两极半电池中同时实现高转化效率与高产物选择性,仍是该领域的一大挑战。本工作通过原位电化学法构筑了超薄氮掺杂铋纳米片(N-BiNS)催化剂(厚度2.41 nm),能够实现安培级电流密度下CO2高选择性电还原为甲酸;进一步以氮掺杂铋纳米片为阴极、镍铁层状双氢氧化物修饰的自支撑泡沫镍为阳极,构建了阴极CO2还原反应与阳极5 - 羟甲基糠醛氧化反应耦合的电化学体系。该体系在0.7 A cm-2 的工业级电流密度下,可实现甲酸法拉第效率达98.1%、2,5 - 呋喃二甲酸法拉第效率达91.0%。该电化学耦合体系展现出优异的反应活性与产物选择性,为工业级电流密度下CO2与生物质平台分子的高效协同转化提供了新体系与技术路径。
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Zhang et al. (Sun,) studied this question.
synapsesocial.com/papers/69d895206c1944d70ce06200 — DOI: https://doi.org/10.1360/ssc-2026-0030
Renjie Zhang
Ministry of Education of the People's Republic of China
Jianling Zhang
Yi Song
Scientia Sinica Chimica
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