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摘要：大阪大学将三相界面的面积最大化。通过控制金属铜纳米粒子所构成的催化剂层的厚度和孔隙率，构建适合高电流密度的三相界面。本研究在中性电解质中，在电流密度1.7A/cm2的条件下，从二氧化碳成功合成了多碳有机化合物。

关键词：二氧化碳还原及资源化、三相界面、多碳有机化合物、金属铜纳米粒子、电流密度

电化学二氧化碳还原单电池（右）和反应进行的三相界面结构（左）

大阪大学于2022年12月16日宣布，已经成功通过二氧化碳的还原及资源化,从二氧化碳高速合成了多碳有机化合物。大阪大学表示该技术实现了世界上最快的合成速度。

二氧化碳的还原和资源转化技术是建设碳循环社会的一项重要技术。电化学二氧化碳还原反应能在常温常压下进行，并且能够一步合成具有高附加值的多碳有机化合物，因此作为一种高效的二氧化碳还原及资源转化技术备受关注。要实现实用，还需降低驱动电压并大幅提高电流密度。二氧化碳转化反应发生在电极（三相界面）上，而由于电极的设计准则至今尚未确立，所以很难大幅提升电流密度。

本研究的方针是将三相界面的面积最大化。通过控制金属铜纳米粒子所构成的催化剂层的厚度和孔隙率，构建适合高电流密度的三相界面。本研究在中性电解质中，在电流密度1.7A/cm²的条件下，从二氧化碳成功合成了多碳有机化合物。传统电流密度约为0.5A/cm²，本研究以3倍以上的高密度高速实现了合成。当使用更易反应的碱性电解质时，电流密度增加至1.8A/cm²。上述数据均为至今报告的液体电解质的最高电流密度值。

(a)中性和(b)碱性电解质当中生成多碳有机化合物的电流密度和反应选择性，以及与以往报告的比较

本研究的成果作为一项能够提升二氧化碳资源化速度的技术，有望在实现绿色转型（GX）时发挥其作用。此外，本研究能大幅缩小二氧化碳还原反应所需要的电极和电化学反应单电池的尺寸，有望降低引入成本。未来还需降低工作电压，提升耐久性。

翻译：王京徽

审校：李涵

通稿：李涵

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开发出全球最快的二氧化碳还原及资源化技术——构建适合高电流密度的三相界面