【JACS】南京大学钟苗课题组最新成果：电化学界面调控实现超长稳定、高效碳酸氢盐电解制碳一化学品

背景：碳酸氢盐（HCO₃⁻）电解可将烟气捕集与可再生电能利用耦合，实现低浓度CO₂的电催化转化，但面临CO₂局部浓度低、界面强酸环境促进析氢副反应等挑战，导致活性、选择性和稳定性受限。研究目的：针对传统HCO₃⁻电解中CO₂供给不足和界面传输受限问题，南京大学钟苗课题组在双极膜与催化剂层之间引入Nafionᵀᴹ–SiC纳米复合涂层，构建气–液双相高效传输界面，以提升电解性能。结论：该设计在工业级电流密度100 mA cm⁻²下实现84–88%的CO法拉第效率和35.8%的能量效率，连续运行超过1100小时无显著性能衰减，通过促进CO₂输运、调控局部pH至弱碱性抑制析氢，并利用SiC绝缘性阻止K⁺渗透维持电极疏水性，显著提升了效率和稳定性。