電催化還原CO2RR制備高附加值C2+產物目前成為具有前景的將間歇性可再生能源轉化為高能量密度燃料和化學品的技術。考慮到其商業前景,以及能夠與現有能源裝置匹配,因此電催化還原CO2制備多碳烴類和氧化衍生物(C2+)具有廣泛的工業化前景。但是目前電催化還原CO2RR技術受制于復雜的多電子-質子轉移反應,而且反應物的活化非常困難。電催化CO2RR因此具有顯著的熱力學和動力學能壘,這阻礙了CO2RR制備C2+技術的商業化。
解決到這些阻礙需要開發能夠涵蓋多個方面的綜合性方法,這些問題包括實用高效催化劑優化局部環境,控制工業電解槽反應的C-C偶聯。
有鑒于此,浙江大學楊彬副教授、浙江大學李有智教授等綜述報道電催化還原CO2制備高附加值C2+化合物過程中促進C-C偶聯反應的微觀設計和宏觀應用。
本文要點:
(1)
這項綜述包括了從微觀、宏觀尺度進行討論,包括納米催化劑的設計、微環境的改善、開發宏觀電解槽等方面的發展以及突出的挑戰。
(2)
通過考慮局部電解液環境的影響,工業流動相電解槽的設計,有助于指導未來相關研究如何促進C-C偶聯反應的相關研究,為CO2電化學還原的微觀設計和宏觀應用之間搭建橋梁。
參考文獻
Yuning Guan, Youzhi Li, Zhongjian Li, Yang Hou, Lecheng Lei, Bin Yang, Promotion of C─C Coupling in the CO2 Electrochemical Reduction to Valuable C2+ Products: From Micro-Foundation to Macro-Application, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202417567
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417567