天津大學鞏金龍教授：光催化CO2轉化率達有史以來最高值92.6%

材料牛注：二氧化碳可以通過光催化反應轉化為化學品和燃料，但反應轉化率受制于析氫腐蝕。天津大學的鞏金龍教授領導的小組設計出了一個簡單有效的反應體系，使該反應的轉化率達到了有史以來的最高值92.6%。

二氧化碳通過光催化可轉化為化學品和燃料，故能夠很有效地解決全球變暖和能源危機等問題。然而，在二氧化碳的轉化過程中，析氫腐蝕與之競爭，會降低反應的選擇性。為了抑制析氫腐蝕達到使二氧化碳分子優先轉換的目的，可以選擇氧化亞銅作為陰極。不幸的是，氧化亞銅的穩定性很差，改善陰極氧化亞銅穩定性的一般策略是在氧化亞銅表面涂抹保護層(如二氧化鈦)。但保護層的隔離同時使得氧化亞銅對析氫腐蝕的抑制受到影響，也會導致產率降低。

為了解決這個難題,天津大學的鞏金龍教授和他的同事們設計了一個簡單有效的系統，使用氧化亞銅作為暗區陰極，二氧化鈦作為光電陽極。在陰極區避光，氧化亞銅就可以直接暴露在電解質中抑制析氫腐蝕。經對比實驗研究中，他們發現，光電陰極不穩定的主要原因是氧化亞銅在光照下被氧化為氧化銅，而在此之前，氧化亞銅的不穩定性一直歸因于被還原成了金屬銅。

上述系統在進行光催化轉化二氧化碳時可以穩定地反應超過6個小時，含碳產品的產率高達92.6%，是有史以來的最高值。

論文地址：Stable Aqueous Photoelectrochemical CO2 Reduction by a Cu2O Dark Cathode with Improved Selectivity for Carbonaceous Products

原文參考地址：Turning Greenhouse Gas to Valuable Carbonaceous Products in High Yield.

感謝材料人編輯部王宇提供素材