电化学CO2还原已经成为一种很有前途的CO2利用技术，气体扩散电极是最大限度提高性能的主要结构。这种电极必须保持强大的疏水性，以防止水淹，同时还必须确保高导电性，以尽量减少欧姆损失。然而，固有材料特性导致了跷跷板效应：（1）碳纸具有高导电性，但容易被水淹；（2）聚四氟乙烯疏水但不导电，限制电极尺寸仅为5 cm2。1. 展示了一种分层导电电极结构，该结构通过在疏水聚四氟乙烯膜内采用相互编织的微尺度导体来克服这些缩放限制。2. 开发了一个模型，该模型捕获了由于欧姆损耗而导致的电压和电极上产品分布的空间差异，并利用它合理地设计出不依赖于催化剂化学或形貌的分层结构。
3. 采用分层导电电极结构，C2+法拉第效率为~75%，并在电极尺寸为50 cm2将电池电压降低了0.9 V。
Fig. 1: Material tradeoffs prevent conventional Gas Diffusion Electrodes (GDEs) from being both stably hydrophobic and conductive.（图片来源：Nat. Commun.）
Fig. 2: Modeling of in-plane ohmic losses demonstrates spatial voltage gradients which cause non-uniform product generation and performance losses.（图片来源：Nat. Commun.）
Fig. 3: Model-informed design of the Hierarchically Conductive GDE (HCGDE).（图片来源：Nat. Commun.）
Fig. 4: The Hierarchically Conductive Gas Diffusion Electrode (HCGDE) outperforms the unmodified ePTFE GDE at 50 cm2.Simon Rufer, Kripa K. Varanasi* et al. Hierarchically conductive electrodes unlock stable and scalable CO2 electrolysis.Nat. Commun. 2024. DOI：10.1038/s41467-024-53523-8https://doi.org/10.1038/s41467-024-53523-8微信群统一为先添加小编微信 B297984，再拉大家进群(添加微信时请备注 姓名-学校)。欢迎私信投稿（文章解读、招聘等）
