大规模生产低成本且高效的电极材料对于工业二氧化碳电转化至关重要。
基于此，2025年3月21日，中国科学院福建物质结构研究所朱起龙、韩淑果等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Rapidly Constructing Meter-Scale Single-Molecule Integrated Catalytic Electrode with Hydrophobic Microenvironment for pH-Universal CO2 Electroreduction》的研究论文。
在此，本工作突破传统方法，通过将π扩展的大环结构整合到具有强界面相互作用的商业碳基集流体中，直接构建了一种米级规模的集成单分子催化电极（7F-CoPc@GF）。
这种创新方法通过采用液相自适应锚定策略重塑了传统电极设计，消除了对导电添加剂和粘结剂的需求。
此外，作者通过引入全氟烷基链，异质化大环中内置的疏水微环境优化了活性位点周围的电子迁移和界面水相互作用，抑制了析氢反应，从而增强了在宽电位范围内的pH通用二氧化碳电还原反应。
显著的是，机理研究表明，疏水界面微环境不仅增强了活性位点与反应物之间的有效碰撞，还促进了产物从电极表面的即时移除。
进一步开发的双附加值电解系统，结合工业废气处理，突出了这种米级集成催化电极材料的多功能性和可扩展性。
这些发现为合理设计稳定、无粘结剂、大尺寸电极提供了一种有前景的方法，推动了可持续二氧化碳电解的规模化发展。
Rapidly Constructing Meter-Scale Single-Molecule Integrated Catalytic Electrode with Hydrophobic Microenvironment for pH-Universal CO2 Electroreduction，Adv. Funct. Mater.，2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202501936
