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1、电催化还原二氧化碳,2017.5.23,节能,减排,可持续发展,CO2的电化学还原过程可以通过使 CO2失去 2e、4e、6e 和 8e 电子来完成。CO2的电还原过程比较复杂，反应速率较慢。在不同的电极材料、还原电位、电解质、pH 等反应条件下，生成的产物也多种多样。,金属材料钯,3.7/6.2/10.3 nm尺寸Pd的TEM图像和HRTEM图像,不同尺寸Pd还原CO2为CO的法拉第效率和电流密度,Pd(111)、Pd(211)、Pd55和Pd38还原CO2为CO的自由能,J.Am.Chem.Soc.2015,137,42884291,ACS Catal.2014,4,30913095,金属
2、材料铜,Phys.Chem.Chem.Phys.,2012,14,7681,与电抛光法和溅射法得到的 Cu 电极表面相比，Cu 纳米颗粒覆盖的表面更容易电还原 CO2生成碳氢化合物和CO,在Cu电极表面制备泡沫铜，可以使还原CO2产生 HCOOH的法拉弟电流效率达到29%,Nature Communications，2014，5:3242 3247,金属材料银,纳米孔银电极催化材料，可以在过电位低于0.5V 的条件下，高选择性的把CO2还原成CO,金属材料Cu/Au,Cu/Au合金纳米材料对CO2选择性催化还原产生醇的法拉第效率远高于铜电极,J.Am.Chem.Soc.2012,134,199
3、6919972,Journal of Power Sources 252(2014)85-89,金属/金属氧化物Cu/Cu2O,铜电极表面Cu2O的存在，可以提高电催化还原CO2为甲醇、甲酸等的法拉第效率和电流密度，可以降低还原过电位,J.Am.Chem.Soc.2012,134,72317234,金属/金属氧化物Sn/SnOx,J.Am.Chem.Soc.2012,134,19861989,在 Sn/SnOx体系中，由于SnOx的作用，与Sn电极相比，虽然还原CO2的过电位相近，但反应电流密度高出数倍,Nature.VOL 529.7 January 2016,金属/金属氧化物Co/CoO,
4、红线：四原子厚的部分氧化的钴层蓝线：四原子厚的钴层紫线：部分氧化的块状钴黑线：块状钴,在四原子厚超薄钴/氧化钴纳米材料中，氧化钴的存在提高了材料电催化还原 CO2为甲酸的活性和选择性,金属/金属氧化物Au/CeOx,Au/CeOx界面上生成CO的法拉第效率远高于Au和Ce，因为Au/CeOx界面促进了CO2在CeOx上的吸附和活化,J.Am.Chem.Soc.2017,139,56525655,J.AM.CHEM.SOC.2010,132,1153911551,用碳酸酐酶将二氧化碳电催化还原为甲醇,用吡啶盐将二氧化碳电催化还原为甲醇,Electrochem.Solid-State Lett.,2011,14,E9E13,导电聚合物、生物酶等,面临的挑战：1.催化活性低；2.产物选择性低；3.催化剂稳定性/耐久性不足；4.对机理的理解研究不足；5.电极和系统未能优化到可以用于实际。未来研究的方向：1.探索新的电催化剂以提高催化活性，优化金属电极的形态、尺寸、结构等，制备金属/金属、金属/金属氧化物等复合材料；2.通过实验和理论模拟进一步理解反应机理；3.优化电极、反应器和系统设计以应用于实际。,感,谢,聆,听,
