CO₂还原反应能够消耗CO₂的同时转化为具有较高价值的产物。但是在碱性电解液环境进行CO₂电催化还原过程中，其中大量的CO₂形成碳酸盐、碳酸氢盐等。这种副反应导致阴离子作为电荷载体的CO₂电催化体系在转化制备C₂等多碳分子的产率限制在25 %以内。

有鉴于此，多伦多大学David Sinton等发现阳离子交换膜无法提供催化反应所需的局部碱性环境，双极性隔膜稳定性较弱，在膜-膜界面上容易发生剥离。随后作者发展了一种可渗透的CO₂气体重生膜（PCRL），能够提供CO₂电化学还原所需的碱性环境，同时能够保证CO₂重新生成。

本文要点：

（1）

通过这种PCRL技术，CO₂转化为碳酸根、碳酸氢根的量能够进一步限制在15 %。在电催化实验中，100 mA/cm²电流密度条件单程CO₂电催化转化率达到85 %，其中转化为C₂₊产物的法拉第效率、电解池的电压与目前常用的阴离子膜电极组的性能类似。其中乙烯的法拉第效率达到40 %，生成C₂₊产物的法拉第效率达到55 %。

参考文献

Colin P. O’Brien, Rui Kai Miao, Shijie Liu, Yi Xu, Geonhui Lee, Anthony Robb, Jianan Erick Huang, Ke Xie, Koen Bertens, Christine M. Gabardo, Jonathan P. Edwards, Cao-Thang Dinh, Edward H. Sargent, and David Sinton*, Single Pass CO₂ Conversion Exceeding 85% in the Electrosynthesis of Multicarbon Products via Local CO₂ Regeneration, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2952–2959

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01122

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c01122