化学进展

作者：邢致源, 杨文军, 史昊琦, 彭扬

单位：苏州大学能源学院 苏州大学能源与材料创新研究院 江苏省先进负碳技术重点实验室 江苏省先进碳材料与可穿戴技术重点实验室 苏州 215006

关键词：金属-有机扩散层,电催化,二氧化碳,凝聚态结构,有机组分

基金：国家自然科学基金项目(22571222),国家自然科学基金项目(22402138),国家重点研发计划(2024YFA1509300)

电化学二氧化碳还原（eCO2R）作为实现碳中和目标的关键技术之一，在可再生能源存储与高值化学品合成领域展现出重大应用前景。电极界面双电层（EDL）作为反应发生的高活性区域，通过耦合催化位点的反应动力学与界面传质过程深刻影响体系整体性能。传统固/液EDL受限于电场驱动与静态界面构型的单一调控机制，导致离子空间分布受限且动态调控维度不足，使得界面反应动力学与传质过程难以协同优化。鉴于此，本文提出构建“金属-有机扩散层”（Metal-organic diffusion layer，MODL）结构。通过分子设计引入功能化有机组分（如亲疏水、配位、带电聚合物），利用其丰富的官能团与动态界面特性，在近场微观尺度（如电极晶态、中间体稳定性）、远场介观尺度（如界面电场、水分子网络）及宏观尺度（如界面浸润性、传质通道）上精准调控双电层内的多级凝聚态结构，从而实现电极界面的空间分区的精确调控。本文将系统解析有机组分介导的近场催化核心-远场传质环境动态耦合机制，阐明其对CO2转化路径与界面动力学的协同调控作用，所建立的MODL多维界面模型将为深入解析电化学复杂界面结构-性能关系提供理论框架，为理性构筑高效稳定的eCO2R催化体系奠定科学依据。

来源：2026年第1期

《化学进展》期刊编辑部

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