理性设计固相吸附电解质实现双效CO2/H2O吸附并推动全气相CO2还原

本研究针对气相CO2电解中反应物传输瓶颈，开发了一种兼具CO2/H2O双吸附功能的固态离子凝胶电解质。该材料通过甲基功能化调控，在30°C下实现0.03–0.13 mmol CO2/g吸附容量与1.5–3 mS cm?1离子电导率，成功将CO2还原选择性从产氢转向产一氧化碳，为低分压烟气处理提供了全气相电解新范式。

　　

通过理性设计的新型固相吸附电解质，研究人员开发出可同时捕获二氧化碳（CO₂）与调控水分子（H₂O）传输的离子凝胶复合材料。这种固态电解质突破传统液态电解液的限制，在无需阴极液/阳极液的条件下实现全气相CO₂电还原。该材料具备三重功能：提供1.5-3 mS cm^?1的离子电导率避免盐析现象；在0.1-1巴压力区间吸附0.03–0.13 mmol/g的CO₂，使低浓度烟道气直接利用成为可能；通过甲基功能化调节水吸附量（0.3–2.3 mmol/g，85%湿度下），有效抑制副反应氢析出（Hydrogen Evolution Reaction, HER）。实验证实，通过对离子液体-二氧化硅纳米复合物的甲基化修饰，成功将反应选择性从氢气（H₂）生产转向一氧化碳（CO）合成，为低温气相电催化提供了新材料平台。