Hydrophobic Surface Modification Enables Tandem Ag/Cu Catalysis for CO2 Electroreduction
Yu-Cheng Liu, Kang-Shun Peng, Yu-Jhih Shen, Shao-Hui Hsu, Ching-Hsuan Chou,
Ya-Ching Chang, Ming-Hsuan Li, Ying-Rui Lu, and Sung-Fu Hung*
ACS Appl. Mater. Interfaces 2026, 18, 17, 24306–24316
國立陽明交通大學 應用化學系 洪崧富副教授
二氧化碳不僅是主要溫室氣體之一，也可作為製造燃料與化學品的碳資源。近年來，利用再生能源驅動電催化二氧化碳還原反應（CO2RR），將二氧化碳轉換為乙烯、乙醇等高價值產物，已成為重要研究方向。本研究聚焦於銀／銅（Ag/Cu）聯繼催化系統，其中銀可先生成一氧化碳中間體，銅則進一步促進碳–碳鍵形成以產生多碳產物。然而，物理沉積製備的 Ag/Cu 層狀電極在流動式反應器中未呈現理想聯繼效果，主要原因為銀表面容易被電解液潤濕，阻礙二氧化碳傳輸至銀活性位點。為解決此問題，本研究以十二烷基硫醇（1-dodecanethiol, DDT）修飾銀表面，形成疏水自組裝分子層，使接觸角由 67.13° 提升至 138.56°。此疏水化策略有效降低電解液滲入、抑制產氫反應，並恢復銀與銅之間的聯繼催化。在 500 mA cm⁻² 下，DDT–Ag/Cu電極可達 74.09 ± 1.69% 多碳產物法拉第效率，部分電流密度為 370.5 ± 8.45 mA cm⁻²，並提升乙醇相對乙烯的生成比例。整體而言，本研究透過簡單、可放大的疏水修飾，有效改善氣體傳輸並提升Ag/Cu 聯繼催化表現，為未來發展高效 CO2 轉換技術提供新的設計方向。