在国家自然科学基金项目（批准号：52425209、52161160331）等资助下，苏州大学李彦光教授团队在酸性电催化二氧化碳还原领域取得进展。相关成果以“强酸条件下表面吸附碘离子诱导增强CO2电还原多碳产物（Enhanced CO2 electroreduction to multi-carbon products in strong acid induced by surface-adsorbed iodide ions）”为题，于2025年12月2日在线发表在《自然•能源》（Nature Energy）期刊。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-025-01924-4。
实现二氧化碳的高效利用是能源与材料领域的迫切需求，其中，电催化二氧化碳还原制多碳产物为二氧化碳资源化利用提供了重要途径。然而，在碱性或中性电解液条件下，二氧化碳易与阴极局部氢氧根反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，严重制约了碳利用效率和器件寿命。尽管使用酸性电解液可以缓解该问题，仍然面临析氢副反应加剧和碳-碳耦合缓慢的挑战，导致催化活性与多碳产物选择性难以提升。
针对上述问题，研究团队发展了基于碘离子原位调控铜电极界面微环境的策略，通过将碘离子引入电解液，利用其与铜表面强相互作用，原位形成碘修饰的活性界面。通过这种策略，显著改变了铜表面电化学特性，该界面在强酸环境下诱导了独特的非对称偶联路径。与传统的对称偶联路径相比，新机制显著降低了反应能垒，实现了乙烯选择性成倍提升，并大幅降低了反应过电位。在此基础上，通过将铜催化剂与少量银合金化并优化电解质组成，进一步提升了电催化二氧化碳还原性能，实现了高达940 mA cm-2的多碳产物分电流密度和75.3%的多碳产物选择性。
该工作突破了酸性电催化二氧化碳还原制多碳产物效率低的瓶颈，为设计高效、稳定的二氧化碳还原体系提供了新策略。
图 （a）电催化二氧化碳还原反应中的传统对称偶联路径（上）与碘离子诱导的非对称偶联路径（下）比较；（b）碘离子在铜纳米颗粒表面的强吸附；（c）碘离子对酸性电解液体系下电催化二氧化碳还原制乙烯的促进作用