CF4改性Cu气体扩散电极实现CO2高效稳定电还原制C2H4数据集

本研究以CO2电催化制乙烯为目标，采用磁控溅射与CF4等离子体轰击制备疏水Cu/PTFE气体扩散电极，以O2等离子处理电极作为对照；实验在0.1 M CO2饱和CsHCO3电解液中开展，采用在线差分电化学质谱实时监测产物，时间分辨率约200 ms，结合GI-XRD、XPS、HR-TEM、SEM等表征电极结构，通过密度泛函理论与分子动力学模拟计算界面物种分布与反应能垒。数据集覆盖电极微观形貌、元素分布、晶相结构、表面价态、线性扫描伏安曲线、产物离子流、全电流密度下产物分布及40 h连续稳定性数据，空间尺度涵盖纳米至微米级，电位测试范围−0.2~−1.4 V（vs RHE），电流密度50~800 mA cm⁻2，所有测试均设置平行实验，经严格碳平衡校正以消除数据偏差。结果显示CFx修饰铜表面可稳定三相界面，提升CO2利用率与C-C偶联效率，700 mA cm⁻2下乙烯法拉第效率达43.4%，500 mA cm⁻2下稳定运行超40小时。该数据集方法规范、数据完整，可为CO2还原催化剂设计、微界面调控及工业级电解器研发提供可靠支撑，对碳资源化利用与可再生能源转化具有重要应用价值。