电化学耦合阴极二氧化碳还原与阳极氧化合成

摘要

电催化二氧化碳还原(CO2RR)利用电场作用在温和的条件下将二氧化碳转化为高值化学品.将CO2RR与热力学电势较低的阳极反应耦合,可以降低槽电压,在阳极和阴极同时生成高值化学品,提高能量效率.本文介绍了CO2RR与氧化合成反应耦合策略,探究了电解池、离子交换膜等电解装置对CO2RR耦合电催化性能的影响,归纳了常用于CO2RR耦合氧化合成体系中阴阳极电催化剂的种类,重点综述了CO2RR与氯碱过程、醇类和含氮有机物氧化等典型阳极氧化合成反应耦合的最新进展.最后,针对目前存在的阳极催化剂成本高、全电解阳极产物的分离检测困难、反应物转化率低等问题,提出开发更加高效、稳定和低成本的阳极电催化剂、升级电极结构和电解装置以及拓展新型CO2RR耦合体系等是未来的研究方向.