由于CO₂和OH⁻在界面碱性下发生均相反应，在中性和碱性介质中CO₂电还原的碳损失相当大，严重限制了其工业可行性。

在这里，为了减轻均相反应，莱顿大学Marc T. M. Koper报道了在弱酸性介质中进行CO₂电还原。

文章要点

1）通过多重电解质效应调节界面反应环境，抑制了寄生析氢反应，使得平面金电极上CO的法拉第效率超过80%。采用旋转环盘电极技术，金环构成原位CO收集器和pH传感器，能够在金盘上发生CO₂还原时记录法拉第效率并监测界面反应环境。

2）随着界面环境从酸性变为碱性，析氢反应的主要分支从质子还原转变为水还原。相比之下，当界面环境接近中性条件时，二氧化碳还原开始于质子还原区域内。此后，质子还原衰减，同时发生CO₂还原，因为质子越来越多地被CO₂还原产生的OH⁻消耗。就在减水开始之前，二氧化碳减排达到最大法拉第效率。减慢传质会降低质子还原电流，而CO₂还原几乎不受影响。相比之下，适当的质子阴离子（例如HSO₄^-）和弱水合的阳离子（例如K⁺）会加速CO₂还原，前者提供额外的质子通量，但局部pH值更高，而后者则稳定*CO₂^-中间体。

参考文献

Xuan Liu, et al, Tuning the Interfacial Reaction Environment for CO2 Electroreduction to CO in Mildly Acidic Media, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c11706

https://doi.org/10.1021/jacs.3c11706