Un líquido iónico polimérico promueve la conversión electrocatalítica ácida de CO2 a productos multicarbono con corriente a nivel de amperios en Cu

La electroreducción ácida de CO2 en productos multicarbono (C2+) es mucho más atractiva para la mejora de la utilización del carbono que la electroreducción alcalina o neutra. Cómo mejorar la eficiencia de generación de productos C2+ mediante la electroreducción ácida de CO2 es importante, especialmente a alta densidad de corriente y en un electrolito con baja concentración de K+. Aquí, proponemos una estrategia de recubrimiento de la superficie de Cu con una capa adyacente de líquido iónico polimérico (PIL) para impulsar la conversión electrocatalítica ácida de CO2 en productos C2+ a altas densidades de corriente (nivel amperio) y baja concentración de K+. En el electrolito con una concentración de K+ relativamente baja (1.0 M), la eficiencia Faradaica (FE) para los productos C2+ alcanza el 82.2% bajo una densidad de corriente de 1.0 A·cm-2 en un ambiente ácido (pH=1.8). Particularmente, cuando la densidad de corriente es tan alta como 1.5 A·cm-2, la FE de C2+ todavía se mantiene en 75.8%. Estudios experimentales y teóricos revelan que la presencia de una capa adyacente de PIL en el catalizador de Cu puede inhibir bien la difusión de H+ hacia la superficie del catalizador, enriquecer más K+ y facilitar la reacción de acoplamiento C-C.