化石能源的大量使用造成了温室气体的大量排放和积累。因此，科学家们一直积极探索清洁能源以缓解环境和能源问题。其中，二氧化碳电还原被视为极具潜力的可再生能源方式。水相不可避免的析氢反应极大限制了二氧化碳电还原的能量利用率，使得二氧化碳电还原的商业化应用仍极具挑战。 很多研究致力于探索催化剂表面的内在性能对于二氧化碳电还原和析氢反应的选择性，而忽略了各种反应活性物质（如CO2，HCO3-， OH-，和H+）的局部浓度对于这两种反应的影响。为了进一步研究，莱顿大学Marc Koper组利用旋转圆盘环电极定量研究了在0.1M（PH=6.8)碳酸氢盐电解液中金电极表面传质过程对于这两种反应的影响。
 
本文要点：
1）增加传质过程能够有效增加一氧化碳的法拉第效率(67% to 83%)；
2）高旋转环圆盘转速下（高传质过程）二氧化碳还原速率并没有提高，而是抑制了作为二氧化碳竞争反应的析氢反应，从而造成了一氧化碳法拉第效率的提高；
3）在0.1M碳酸氢盐溶液中，析氢反应来源于水还原反应；
4）碱性溶液中，PH越高，来源于水还原反应的析氢反应速率越高；
5）在二氧化碳电还原反应中，利用旋转环圆盘电极能够有效控制电极表面的局部PH，转速越高，PH越小（接近6.7），来源于水还原的析氢反应速率越低，一氧化碳法拉第效率越高。

Akansha Goyal et al. Competition between CO2 reduction and hydrogen evolution on a gold electrode under well-defined mass transport conditions, JACS. 2020
DOI: 10.1021/jacs.9b10061
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b10061