中南大学刘又年/陈善勇/邓留团队: 拓展传统认知提出“氢源调控”新策略

背景：CO₂电化学还原（eCO₂RR）是一种将CO₂转化为高附加值化学品的前沿技术，有助于实现“双碳”目标。传统研究认为CO₂分子的活化是关键限速步骤，而氢源（通常来自水的解离）被视为被动因素，但水的解离过程存在能垒高、易形成碳酸盐沉淀等问题，制约了其大规模应用。研究目的：中南大学刘又年/陈善勇/邓留团队旨在拓展传统认知，探索氢源在eCO₂RR中的作用，提出新的调控策略以提高反应效率和稳定性。结论：该团队通过实验与理论相结合，提出“氢源调控”新策略，即在酸性电解液中利用水合质子（H⁺）直接作为氢源，可显著促进CO₂还原反应动力学。在pH=2的酸性条件下，氮掺杂碳纳米管（N-CNTs）表现出高法拉第效率（超过80%）和良好的电流稳定性。原位光谱和动力学分析表明，质子直接参与CO₂质子化步骤，降低了反应能垒，为eCO₂RR的理性设计提供了全新范式。