近日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员包信和，研究员高敦峰，副研究员张国辉等与复旦大学教授汪国雄合作，在二氧化碳电催化转化方面取得新进展。他们利用离聚物调控催化反应微环境，实现了碳酸氢盐介导的高效二氧化碳捕集-电解一体化制一氧化碳，为低能耗、大规模的工业烟道气二氧化碳资源化利用提供了新思路。相关成果发表在《德国应用化学》。

工业烟道气二氧化碳捕集与转化是实现国家“双碳”目标的关键路径。传统工艺通常采用“捕集-释放-压缩-电解”的串联路线，流程复杂、能耗和成本高。碳酸氢盐介导的二氧化碳捕集-电解一体化路线是一种新兴的反应性碳捕集技术。该路线将二氧化碳的捕集过程与电催化转化过程耦合，可降低获取高纯二氧化碳原料气的能耗和成本，但如何实现高效的碳酸氢盐捕集液电解是制约其走向实际应用的瓶颈。

本工作中，研究团队利用离聚物修饰酞菁钴（CoPc）电极，来调控催化反应微环境，从而提高了碳酸氢盐电解性能。在基于阳离子交换膜的零间隙电解器中，全氟磺酸树脂修饰的电极在3.09 V的低电解电压下实现了410 mA/cm2的一氧化碳分电流密度，该电解性能与使用高纯原料气的二氧化碳电解相当。电极结构表征和有限元模拟结果表明，全氟磺酸树脂的质子传导性提高了CoPc催化剂附近原位生成二氧化碳的局部浓度，从而实现了优异的碳酸氢盐电解制一氧化碳性能。

团队进一步展示了捕集-电解循环过程，凸显了碳酸氢盐介导的二氧化碳捕集-电解一体化路线的应用潜力。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202523118