第一作者：Min Zeng，Wensheng Fang

通訊作者：夏寶玉

通訊單位：華中科技大學

論文速覽：

本論文主要探討了在酸性條件下進行電催化CO₂還原反應（CO₂RR）的重要性及其在碳中和經濟中的作用。作者指出，雖然通常在中性/堿性水溶液中進行CO2RR，但酸性介質通過抑制碳酸鹽的形成及其交叉到陽極液中，從而提高了效率和穩定性。

文章重點討論了通過電催化劑設計、電極改性以及電解質工程等策略來有效調控反應環境，以促進CO₂RR的性能，并提供了對反應機制的深入理解，同時指出了當前面臨的挑戰和未來發展方向。

圖文導讀：

圖1：展示了不同pH條件下CO₂的溶解度，以及在中性/堿性和酸性溶液中CO₂RR的對比圖。此外，還展示了酸性CO₂RR中的反應過程示意圖。

圖2：總結了設計酸性CO₂RR電催化劑的策略，包括合金化和摻雜、形態控制、構建單/雙原子催化劑（SACs/DACs）和相變工程。

圖3：典型電催化劑在酸性CO₂RR中的降解途徑及相關的穩定化策略，包括調整電荷載流子傳輸路徑、表面包覆、顆粒限制和可逆的固相轉變。

圖4：展示了通過電極結構改性來提高酸性CO₂RR性能的幾種方法，包括采用SiC-NafionTM涂層的SnBi電催化劑、有機添加劑修飾的Cu電極、引入陽離子增強層（CAL）的Cu電極等。

圖5：展示了通過電解質工程來調控酸性CO₂RR選擇性的研究，包括K⁺陽離子對酸性CO₂RR選擇性的影響、水合陽離子在OHP上的排斥相互作用等。

圖6：酸性CO₂RR達到可持續碳中和經濟的示意圖。

總結展望：

本文總結了在酸性條件下通過調控反應環境來優化電催化CO₂還原反應的研究進展。研究表明，通過合理設計電催化劑、改進電極結構和優化電解質組成，可以有效提高CO₂RR的選擇性和穩定性，同時抑制競爭性的氫進化反應。盡管已取得了一定的進展，但在實現工業規模應用前，仍需解決電催化劑的長期穩定性、提高特定C2+產物的法拉第效率和能量效率等挑戰。未來的研究需要進一步深入理解反應機制，開發新的材料和策略，以及進行全面的技術經濟評估，以推動酸性CO₂RR技術的實際應用。

文獻信息：

標題：Reaction Environment Regulation for Electrocatalytic CO2 Reduction in Acids

期刊：Angewandte Chemie International Edition