孙立成院士领衔！西湖大学王涛/张彪彪Nature子刊丨海绵状催化剂实现低K⁺浓度下持久酸性CO₂还原！

背景：酸性电化学CO₂还原反应（CO₂RR）能将CO₂转化为高附加值化学品，有助于碳中和，但面临析氢反应（HER）竞争和因高浓度K⁺导致盐析堵塞的问题，限制了电解稳定性。研究目的：为解决酸性CO₂RR中高K⁺依赖及盐析堵塞的挑战，受海绵结构启发，设计一种三维互联多孔SnO₂催化剂（SnO₂海绵），通过限域OH⁻在孔道中构建局部碱性微环境，以在低K⁺浓度下实现持久高效的CO₂还原。结论：研究表明，SnO₂海绵比分散SnO₂纳米颗粒能更有效维持局部高OH⁻浓度，抑制HER。在pH 1.82、800 mA cm⁻²条件下，甲酸法拉第效率达94.5%；在仅0.075 M K⁺、400 mA cm⁻²下，选择性仍达95.2%，单程CO₂转化效率达80.2%。该催化剂在400 mA cm⁻²下连续稳定运行超过390小时无需清洗，显著缓解了盐析堵塞，为设计高效稳定的酸性CO₂RR催化剂提供了新策略。