利用二氧化碳（CO₂）、水和可再生电力电化学生产环氧乙烷（ethylene oxide, EO）有助于CO₂的净消耗，但是现有的电催化CO₂转化为EO的法拉第效率（FE）不能满足实际需求，并且需要高能量输入。

基于此，加拿大多伦多大学Edward H. Sargent和华东理工大学李春忠教授（共同通讯作者）等人报道了一系列第六周期金属氧化物改性的氧化铱（IrO₂）催化剂，从而能够实现改进的CO₂转化为EO。

通过实验测试发现，在钡（Ba）、镧（La）、铈（Ce）和铋（Bi）中，负载氧化钡（BaO₂）的IrO₂催化剂抑制了HOCl裂解并改善了CO2转化为EO的FE，其中实现了FE最高达到90%的乙烯（C₂H₄）转化为EO。

当将其与阴极的氧还原反应（ORR）配对时，能够实现每千克EO需5.3 MJ的能量输入，与现有（排放密集型）工业过程的能量输入相当。此外，作者还设计了一种氧化还原介导的配对系统，该系统的CO₂转化为EO的FE比已报道的基准电化学系统FE（35%）高1.5倍，以及低1.2 V的工作电压。该工作表明通过使用CO₂、水和可再生电能作为唯一的耗材，可以实现EO的高速、高效和稳定的电化学合成。

Redox-mediated electrosynthesis of ethylene oxide from CO₂ and water. Nat. Catal., 2022, DOI: 10.1038/s41929-022-00749-8.

https://doi.org/10.1038/s41929-022-00749-8.