在海水中直接電解CO2，不僅可以將CO2轉化為CO，而且同時將氯離子（Cl–）轉化為Cl2，進一步滿足光氣合成等下游行業需求，也促進了CO2的凈消耗。因此，迫切需要實施在海水中直接電解CO2。近日，大連理工大學邱介山教授和于暢教授（共同通訊作者）等人報道了一種通過簡單的機械化學方法制備的CoPc分子注入的石墨氮化碳納米片電催化劑（CoPc/g-C3N4）。
CoPc/g-C3N4具有帶負電荷的表面和對Na+的優先吸附能力。在天然海水中，當電流密度為16.0 mA cm-2時，CoPc/g-C3N4對CO的法拉第效率（FE）為89.5%，并且可在模擬海水中穩定運行25 h。
過程監測進一步表明，NaCl電解液中的氯離子可以調節陽極周圍的反應微環境，進而對陰極中的CO2RR產生積極影響。模擬海水中的CO2RR整體分裂，在電池電壓為3 V下對CO的最大FE為98.1%。該工作描述了一種碳偶聯CoPc分子催化劑的開發，該催化劑可以驅動模擬海水中的CO2電解，并提供了一種有前途的直接聯產CO和Cl2的節能耦合反應系統。
圖3. 評估模擬海水中整體裂解CO2的經濟性和凈減少量
Toward an Understanding of the Enhanced CO2?Electroreduction in NaCl Electrolyte over CoPc Molecule-Implanted Graphitic Carbon Nitride Catalyst.?Adv. Energy Mater.,?2021, DOI: 10.1002/aenm.202100075.
https://doi.org/10.1002/aenm.202100075.
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