電催化CO₂還原的主要工業化挑戰在於高效穩定的催化劑設計與產物的有效利用。傳統的CO₂還原體系中，催化劑的活性、穩定性較差🙎‍♀️，產物與原料氣不可避免地混合，導致產物濃度低💂🏽，難以在工業上直接利用🏌🏼‍♀️。產物的進一步提純也將帶來很大的能源消耗和額外的碳排放🏹🕞。

       近日，沐鸣平台孫正宗課題組，通過設計納米孿晶銀催化劑👩🏽‍🦱，可控調節孿晶界密度🤳🙀，通過電化學手段，將CO₂還原為CO，在-1.0V條件下獲得了高達92%的法拉第效率和127s-1的TOF值，該催化劑運行32小時以上未見活性明顯衰減。此外，他們基於排水法設計了氣體產物的收集體系。該體系中的CO₂通過擴散到達催化劑表面，不與產物氣體CO直接混合，在不依靠質子交換膜的條件下實現了氣相產物的富集，獲得了濃度高達52%的CO產物🎪。通過將化學氣相沉積（CVD）管式爐與電化學體系串聯，他們進一步實現了從CO₂到高質量單層石墨烯薄膜的生長。該工作為電催化CO₂還原的工業化應用和高附加值的“碳中和”轉化途徑提供了新的思路。

     這一研究成果以“Direct Electrosynthesis of 52% Concentrated CO on Silver’s Twin Boundary”為題發表於Nature Communications（Nat. Common. 2021, 12, 2139）🦸🏽‍♂️。該課題組博士生唐燦為論文第一作者👷🏼🈁，該研究工作得到了國家自然科學基金（21771040, 62074043）和國家重點研究開發項目（2017YFA0207303, 2016YFA0203900）的支持🚺。

       全文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-021-22428-1