芝加哥大学最新Nature Energy丨非水电解质调控胺物种实现高效CO₂捕获转化！

本文研究了在非水电解质中通过调控胺物种实现高效CO₂捕获与转化。背景方面，传统水基反应性捕获体系存在胺-CO₂化学计量比限制（2:1）、竞争性氢析出反应（HER）以及依赖贵金属催化剂和纯CO₂气流等问题。研究目的旨在探索非质子介质（二甲基亚砜，DMSO）中胺-CO₂加合物物种分布对电化学性能的影响，以提升CO₂捕获容量并抑制副反应。结论表明，在DMSO中将胺-CO₂物种从氨基甲酸酯转变为氨基甲酸，使CO₂吸收量提升三倍，并有效抑制HER。在地球丰富的锌催化剂上实现了78%的CO法拉第效率，活性超过银催化剂。在模拟高氧烟气（17% CO₂, 17% O₂）条件下，经过20个捕获-转化循环，仍保持43%的CO法拉第效率。结合DFT计算揭示了Cs⁺离子和电极材料对反应路径的调控机制，为工业烟气处理提供了新策略。该研究确立了电解质控制的物种分布作为一种可行的设计策略，用于使用地球丰富催化剂实现高选择性和高活性的集成CO₂捕获与转化。