由于电催化过程中气体和电解液会发生剧烈的相互作用，为电催化CO2还原反应（eCO2RR）创造和维持一个有利的微环境非常具有挑战性。2025年1月24日，温州大学王舜教授和吕晶晶教授、苏州大学程涛联合香港城市大学王昕在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Microenvironment engineering by targeted delivery of Ag nanoparticles for boosting electrocatalytic CO2reduction reaction》的研究论文，徐婷、杨昊和陆天睿为论文共同第一作者，吕晶晶教授、王舜教授、程涛和王昕为论文共同通讯作者。在本文中，为提高eCO2RR的性能，作者开发了一种独特的合成方法，该方法采用预涂前驱体的原位还原在气体扩散层（GDL）内产生活化的银纳米颗粒（Ag NPs），由此获得的Ag NPs-骨架可以阻止活性Ag位点和电解液之间的直接接触。具体来说，与传统酸性介质中的表面负载方式相比，自支撑无粘合剂电极可以使CO的选择性高达94%，CO的产率达到23.3 mol g-1h-1，单程CO2转化率达到58.6%，并拥有8 h的长时间稳定性。研究表明，在GDL内嵌入催化剂不仅可以获得GDL骨架所需的物理保护，构建优越局部微环境，实现更高效的pH通用eCO2RR，还具有良好的孔隙结构，可以有效解决气体积聚和浸润问题。
图文解读
图1：Ag NPs-骨架的结构表征
图2：Ag NPs-骨架在不同微环境中的eCO2RR性能
图3：DFT计算和eCO2RR微环境中两种模式的示意图
文献信息Xu, T., Yang, H., Lu, T. et al. Microenvironment engineering by targeted delivery of Ag nanoparticles for boosting electrocatalytic CO2reduction reaction.Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56039-x.
