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稀有金属2025年第08期:电催化还原二氧化碳铜基串联催化剂研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨震玉;宋利;李本侠;李雷;

单位:浙江理工大学化学与化工学院;嘉兴大学生物与化学工程学院;

摘要:化石燃料的大量使用,导致大气中二氧化碳(CO_2)积累越来越多,造成了严重的环境问题和能源危机。利用可再生电力将CO_2转换为具有高附加值的碳氢化合物和含氧化合物,是实现CO_2资源化利用的重要途径之一。多种催化剂能将CO_2转化为一氧化碳(CO),而CO的进一步还原几乎只发生在铜(Cu)上。单组分Cu催化剂在电化学CO_2还原(CO_2RR)中仍然存在过电位偏高、 C_(2+)产物法拉第效率和电流密度偏低的问题。将Au, Ag和过渡金属单原子催化剂等能高效产生CO的催化剂和有效催化C-C耦合的Cu基催化剂结合,形成串联催化剂,是提高C_(2+)产物选择性和生成速率的一种新兴设计策略。基于这种设计策略开发了众多的铜基串联催化剂,取得了一系列的研究成果,极大推动了CO_2RR的发展。本文系统总结了近年来铜与金属组分串联、铜与非金属组分串联催化剂在提高CO_2RR性能的研究进展,指出了目前铜基串联催化剂仍然存在的问题,并对未来的研究挑战和机遇进行了讨论。

关键词:二氧化碳(CO_2)还原;;电催化;;串联;;一氧化碳(CO);;铜(Cu)

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(22108094,22278175)资助