轻工学报

作者：平丹, 张逸飞, 张桂伟, 柴子涵, 易峰, 黄思光, 韩敬莉

单位：1.郑州轻工业大学材料与化学工程学院,河南郑州450001;2.河南师范大学国际教育学院,河南新乡453000

关键词：CO₂, 电化学还原, 电催化剂, 电解液, 电解池

基金：国家自然科学基金项目(21808213)；河南省自然科学基金项目(212300410299)；郑州轻工业大学星空众创空间孵化项目(2020ZCKJ218)；郑州轻工业大学博士基金项目(2018BSJJ024)

针对电化学还原CO2反应(CO2ER)过电位较高、转化效率较低、产物选择性较差等问题,对CO2ER催化剂、电解液和电解池的最新研究进展进行综述,指出:现阶段开发的CO2ER催化剂主要包括金属纳米粒子、金属合金、金属氧化物、金属硫化物和金属单原子催化剂,可通过调变催化剂的形貌结构和颗粒尺寸、掺杂元素、引入结构缺陷等方式来提高催化剂的活性、选择性和稳定性;CO2ER体系的电解液主要包括水系电解液、离子液体电解液和有机溶剂电解液,目前应用比较广泛的是水系电解液,但其析氢副反应的发生会使产物选择性受到抑制,而离子液体电解液和有机溶剂电解液中CO2溶解度较大且可抑制析氢副反应的发生,这也是未来的主要应用研究方向;CO2ER用电解池主要包括H型电解池、连续式流动池和MEA反应器,其中MEA反应器是实现CO2电催化转化规模化应用的重要技术手段之一。未来需深入研究催化反应机理,探究其反应活性位点,实现反应催化性能和稳定性的精准调控,同时开发新型电解液和改进电解池设计,以进一步优化反应性能。

来源：2023年第2期

《轻工学报》期刊编辑部

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