Adv Mater综述：流动相电解槽电催化还原CO2制备C2+

纳米技术

2023-09-01

通过可再生能源电催化还原CO₂制备高附加值燃料和化学品是解决能源短缺和碳排放问题的重要方法，通过经典H型电解槽能够快速筛选高活性电催化剂，但是H电解槽的低电流密度和非常有限的CO₂传质阻碍进一步的CO₂电催化还原工业化。相比而言，流动相电解槽器件能够实现更高的电流密度和更好的局部CO₂浓度以及更好的传质效率，因此具有更好的工业前景。因此，流动相电解槽的设计和优化对于加快电催化CO₂还原反应的工业化非常重要。有鉴于此，中南大学刘敏、傅俊伟等综述目前流动相电解槽器件的电催化还原CO₂制备C₂₊进展。

主要内容

（1）

总结目前流动相电解槽还原CO₂的主要进展的相关事件，随后总结CO₂电催化还原制备C₂₊的设计理念，总结流动相电解槽的主要结构和特点，紧接着详细分别讨论电极、离子交换膜、电解液等优化流动相电解槽改善C₂₊产物的策略，最后讨论电催化还原CO₂制备C₂₊工业化面临的挑战以及相关尝试工作。

（2）

总结与挑战。对于流动相电解槽，电催化CO₂还原的效率和产物选择性主要取决于催化剂和电解槽结构特征影响。因此作者讨论了流动相电解槽的结构以及优缺点，器件各部分的作用与功能，并且讨论了生成C₂₊产物的策略。

目前如何发展价格合理并且高效率的电催化还原CO₂器件仍具有非常大的难度和挑战：大规模合成Cu催化剂；发展多功能并且稳定的离子交换膜；选择合适的电解液；设计阳极；优化反应条件；器件的长时间稳定性；流动相电解槽的理论模拟；堆栈电解槽。

参考文献

Qin Chen, Xiqing Wang, Yajiao Zhou, Yao Tan, Hongmei Li, Junwei Fu, Min Liu, Electrocatalytic CO₂ Reduction to C₂₊ Products in Flow Cells, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303902

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202303902