通过电化学过程将CO₂还原为高附加值的化学品是储存可再生电能、消除人为产生CO₂负面影响的重要手段。

有鉴于此，德国朱利希研究中心Michael Eikerling等报道研究电解液局部环境如何影响Ag电极将CO₂还原为CO的催化反应机理和反应动力学，作者提出了多层次模型说明电化学CO₂还原反应受到局部反应条件的影响作用，这个模型考虑了多步骤反应动力学、在特定的电极电势的表面荷电状态（specific surface charging state）、传质行为。

通过提出的电催化反应模型，很好的解释了伴随过电势增加的过程，CO部分电流密度首先增加随后降低的变化规律。

本文要点：

（1）

电催化反应过程中，随着过电势提高，Tafel斜率受到界面电荷和传质效应的影响。当处于更高的过电势，CO的电流密度降低，这是由于传质效应导致CO₂浓度降低、表面电荷效应、pH增加效应等多种因素导致的。此外，HCOO_ad、COOH_ad、H_ad吸附物种之间的相互作用，也可能导致CO的电流密度降低。

（2）

作者探索了电解液的性质对反应环境的影响，包括碳酸盐的浓度、溶剂化阳离子大小、CO₂分压等。

参考文献

Xinwei Zhu, Jun Huang, and Michael Eikerling*, Electrochemical CO₂ Reduction at Silver from a Local Perspective, ACS Catal. 2021, 11, 14521–14532

DOI: 10.1021/acscatal.1c04791

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04791