在海水中直接电解CO₂可以同时将CO₂转化为CO，将氯离子转化为Cl₂，从而进一步满足下游工业的需求，如光气合成，促进CO₂的净消费。因此，在海水中直接进行CO₂电解具有重大意义。

近日，大连理工大学邱介山教授，于畅教授报道了采用机械力化学辅助注入的方法研制了一种高效的CoPc/g-C₃N₄催化剂，该催化剂可以在模拟海水（0.6 m NaCl）中稳定运行，用于电催化CO₂转化为CO。作为一个概念验证，这个有价值的电催化体系可以进一步推动CO和Cl₂同时直接联产。

文章要点

1）CoPc/g-C₃N₄催化剂具有很强的电子相互作用和独特的形貌，使Na⁺优先吸附在电解液中，从而有助于抑制HER副反应。CoPc表面被g-C₃N₄纳米薄片覆盖和保护，有利于维持催化剂在模拟海水中的稳定性。

2）结果表明，在模拟海水中，在高CO部分电流密度（20.4 mA cm⁻²）下，法拉第效率（FE）可达90.6%；在连续运行2 h以上的高CO部分电流密度（16.0 mA cm⁻²）的天然海水中，甚至高达89.5%。特别是在模拟海水中的长时间操作，不仅可以达到25 h，而且在CER的推动下，CO的生成率不断提高，具有较快的反应动力学。此外，在模拟海水中，CO₂RR在电流密度为12.9 mA cm^-2、电压为3 V时对CO的总FE效率最高可达98.1%。

3）CO₂RR-海水系统值得研究人员描绘一个详细的蓝图，其关于未来由蓝色能源驱动的海洋，用于实现高能效和大规模的光气生产，以满足下游产业（如MDI生产或其他聚合物产业）的需求。

参考文献

Xinyi Tan, et al, Toward an Understanding of the Enhanced CO₂ Electroreduction in NaCl Electrolyte over CoPc  Molecule-Implanted Graphitic Carbon Nitride Catalyst, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202100075

https://doi.org/10.1002/aenm.202100075