崔屹

bangongshi

CO2还原出奇招，崔屹Nature Catalysis这次造了一个人工肺！

研究亮点：

模拟肺泡结构构建了三相界面电催化CO2还原系统，使得高浓度CO2可以有效传递到催化剂表面并实现高效电催化还原！

电催化还原CO2，已经成为了各国科学家的新宠。不仅能够实现CO2减排，还能制造更多有用化学品，何乐而不为！近年来，电催化还原CO2方面的研究不可谓不迅猛，催化剂活性和选择性不可谓不高。

问题在于：CO2在水中溶解度极小，如何能让高浓度CO2有效到达催化剂表面以实现更高的效率？

有鉴于此，斯坦福大学崔屹教授团队模仿肺泡结构设计了一种双层仿生人工肺泡，用于三相界面CO2电催化还原系统。

借助于肺泡结构中气体透过性高和水扩散性低的特点以及其中CO2和O2传递机理，研究人员构建了一种双层的三相催化界面阵列。阵列由高度柔性的疏水、高气体透过性的纳孔PE膜和溅射的Au纳米催化剂层构成。

柔性、疏水、高气体透过性的纳孔PE膜用于CO2传质，同时疏水特性使得PE膜可以在Au/CO2/H2O气固液三相界面提供更多的活性位点；除此之外，人工肺泡还可以实现局部pH调控，在不同的CO2流动速度条件下，催化剂表面可以都能确保高的碱性。

在电催化还原制CO的过程中，以20-80 nm厚的Au纳米催化剂层和12 μm厚的PE膜构建的独特仿生结构，实现了高达92%的法拉第效率，几何电流密度达到25.5 mA cm-2（-0.6V vs RHE）。

总之，这项研究为CO2电催化还原提供了新的思路！