传统的层压结构气体扩散电极（GDE）在提高电催化二氧化碳还原效率方面取得了巨大成功，但仍然存在分层、溢流、盐沉淀以及活性位点利用率有限等问题。

在此，苏州大学Yang Peng，Fenglei Lyu通过静电纺丝制造了具有分级孔隙率的整体GDE（NiNF），其中包含嵌入欠配位Ni-N-C活性位点的CNT增强碳纳米纤维。

文章要点

1）纳米纤维经过聚四氟乙烯 (PTFE) 热处理，附加表面疏水层，使 GDE 能够在流通池和膜电极组件 (MEA) 中适应广泛的 pH 值。

2）凭借整体结构、分级孔隙率和高活性催化位点，优化的 NiNF GDE 实现了近乎一致的 CO 法拉第效率，在碱性和酸性流中分别提供 282 ± 9 和 362 ± 10 mA cm^-2 的峰值电流密度。

3）更重要的是，疏水化整体GDE在中性MEA中稳定运行超过273小时，总能源效率为38%，在酸性MEA中单程CO₂转化率为78%。

这项工作通过 GDE 设计的创新为工业规模的二氧化碳电解铺平了道路。

参考文献

Min Wang, et al, Hydrophobized Electrospun Nanofibers of Hierarchical Porosity as the Integral Gas Diffusion Electrode for Full-pH CO2 Electroreduction in Membrane Electrode Assemblies, Energy Environ. Sci., 2023

DOI: 10.1039/x0xx00000x

https://doi.org/10.1039/x0xx00000x