【产品介绍】：

CO2的电化学转化生产有价值的化学物质和燃料。但是，以高反应速率运行会产生局部碱性条件，该条件会将反应物CO2转化为对电池有害的碳酸盐。这些盐沉淀在多孔阴极结构中，阻碍了CO2的运输，降低了反应效率，并使CO2电解不稳定。
有鉴于此，加拿大多伦多大学David Sinton和Edward H. Sargent院士等人，提出了一种自清洁的CO2还原策略，通过在运行电压和再生电压之间交替运行来绕过稳态，其中交替运行期间维持了碳酸盐离子向阳极迁移的电场，降低了阴极浓度，并防止了碳酸盐的形成。
本文要点
1）将该策略分别应用于基于碳纸和聚四氟乙烯（PTFE）的气体扩散电极上的银和铜催化剂形成膜电极组件（MEA）中。开发了CO2RR计算模型，以评估操作期间关键物种的浓度分布。
2）实验结果表明，交替运行的产物选择性与连续运行的产物选择性相似，其优点是交替操作不会产生可检测的碳酸盐形成，从而实现长期稳定操作。当连续运行时，仅10 h后，铜-PTFE（Cu-PTFE）系统的C2选择性开始迅速下降。
3）但是采用自清洁策略后，同一电极可以稳定运行157 h（总持续时间236 h），期间始终保持80％的C2产品选择性和138 mA cm-2的C2局部电流密度，而额外的能量输入成本不到1％。
参考文献：
Yi Xu et al. Self-Cleaning CO2 Reduction Systems: Unsteady Electrochemical Forcing Enables Stability. ACS Energy Lett., 2021.
DOI: 10.1021/acsenergylett.0c02401
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02401