pH敏感自再生蜂窝聚合物膜电极组件实现CO2RR选择性向C2分子转化

来自国际团队的研究人员开发了一种基于PMMA-b-P4VP蜂窝聚合物膜的电极组件（HMEA），通过调控电极界面微环境，成功将铜箔电极的CO2RR选择性转向C2分子（乙醇/乙烯），抑制析氢反应（HER），并在24小时后可通过室温干燥实现自再生，为电催化CO2转化提供了新型器件设计策略。

受生物启发的pH敏感蜂窝状聚合物膜（由PMMA-b-P4VP嵌段共聚物构成）被用于调控铜电极在水相介质中的二氧化碳还原反应（CO₂RR）选择性。该聚合物膜的特殊结构和化学性质有效抑制了竞争性析氢反应（HER），同时富集电极表面的CO₂及反应中间体，从而促进一氧化碳、甲酸盐和乙醇的生成。研究观察到多孔聚合物引发选择性的系统性转变：在低于0.9 V_RHE电位下倾向于甲酸盐产物，而在更高电位下则转向乙醇和乙烯。值得注意的是，经过24小时电催化反应后，仅需室温干燥即可使蜂窝膜电极组件（HMEA）恢复选择性和效率。该策略同样适用于银箔电极，显著降低氢气产量并推动CO₂RR产物向一氧化碳、甲酸盐和乙醇转变。这种自再生特性与Cassie-Baxter状态下的界面行为密切相关，为设计智能电催化系统提供了新范式。