二氧化碳电化学还原
电化学还原co2
电化学还原co2地球上的空气中含有大量的二氧化碳（CO2），它是有害物质的主要来源之一，已被认定为全球气候变暖的主要原因之一。
研究表明，在当今的温室气体排放量仍在不断增加的情况下，采取有效措施，以减少和控制这种有害排放的量，成为当前的关键性挑战。
而电化学还原CO2（ECR-CO2）是一种潜在的手段，可以将大量的CO2分解成有用的产物，形成一种新的能源。
ECR-CO2是一种电化学反应过程，其中CO2（二氧化碳）在特定环境下，使用电解质电池作为电源，经过优化的电解质催化剂和解决方案，由CO2转化为可利用的碳氢类或碳烃类化合物。
ECR-CO2可以将碳源从温室气体中分离出来，以改善空气质量，同时也可以生产有用的碳氢化合物或碳烃，这些可以用于发电或制造新的材料，并形成新的能源。
ECR-CO2的有效性已被多方证实，实验研究表明，使用多种催化剂，可以以更高的效率和选择性，将CO2转化为多种形式的碳氢化合物，包括甲醇，乙醇，乙酸乙酯等，并具有有效控制能量损失和碳排放量的优势。
此外，研究还表明，使用ECR-CO2，可以有效地将温室气体，即CO2转化为有用的高价值产物。
实验也发现，通过使用ECR-CO2，以及不同的催化剂，可以将CO2转化为各种多价的工业产物和消费品，包括聚醚醚醚酮、聚酯、芳香醇、树脂、碳纤维和复合材料等。
ECR-CO2是一种整体解决方案，具有削减温室气体排放量，减少对环境的污染，同时又可以生产有用的产品的一种新能源。
它可以被用于发电，也可以用于制造新的材料，具有减少温室气体排放量和增加碳利用率的优势。
但是，由于目前电化学还原CO2（ECR-CO2）技术仍处于发展初期，成本和能源投入的问题仍然存在，需要开展更多的研究，形成可行的商业模式，以推动该技术的应用普及。
总之，电化学还原CO2（ECR-CO2）可能成为未来能源消耗中，一种潜在的新能源。
通过优化当前技术，开发更有效的催化剂，开发出有效的利用碳源和低碳技术等，可以有效减少温室气体的排放，同时也能生产出有用的高价值化合物，形成新的能源消耗，为未来可持续发展做出重要贡献。
电催化还原二氧化碳的反应机理
电催化还原二氧化碳的反应机理二氧化碳（CO2）是一种广泛存在于大气中的化合物，其大量排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
因此，寻找一种有效的方法来减少CO2的排放并将其转化为有用的化学品变得尤为重要。
电催化还原二氧化碳是一种有前景的方法，可以将CO2转化为有机化合物，如甲醇或甲烷，以及其他高附加值的化学品。
电催化还原二氧化碳的基本原理是利用电化学反应将CO2还原为其他有机化合物。
在这个过程中，电极表面的催化剂起着至关重要的作用。
催化剂可以提供活性位点，促进CO2分子的吸附和转化。
常用的电催化还原二氧化碳的催化剂包括金属、合金和金属氧化物等。
在电催化还原二氧化碳的反应机理中，有两个主要的步骤：CO2的吸附和电子转移。
首先，CO2分子吸附到催化剂表面的活性位点上。
这个吸附过程是一个关键的步骤，因为它决定了反应的速率和选择性。
吸附可以通过吸附位点上的化学键形成来实现，也可以通过范德华力相互作用来实现。
一旦CO2被吸附到催化剂表面，它可以经历不同的反应途径。
在CO2吸附之后，电子转移是下一个关键步骤。
电子可以从电极通过导电介质传输到催化剂表面，然后转移到吸附的CO2分子上。
这个转移过程是通过电化学反应实现的，例如氧化还原反应。
电子转移的速率和效率对于电催化还原二氧化碳的效果至关重要。
因此，研究如何提高电子转移速率和效率是一个重要的课题。
此外，电催化还原二氧化碳的反应机理还受到其他因素的影响，如催化剂的表面形貌和晶体结构，反应条件（如温度和压力）等。
这些因素可以影响催化剂的活性和选择性，从而影响反应的效果。
因此，深入研究这些因素对反应机理的影响是非常重要的。
总的来说，电催化还原二氧化碳是一种有前景的方法，可以将CO2转化为有用的化学品。
在这个过程中，催化剂起着至关重要的作用，它们提供了活性位点，促进CO2的吸附和转化。
CO2的吸附和电子转移是电催化还原二氧化碳的主要步骤，它们的速率和效率对反应的效果至关重要。
电催化二氧化碳还原
电催化二氧化碳还原电催化二氧化碳还原是一种具有重要研究价值的反应，它可以将二氧化碳（CO2）还原成一系列有用的有机物。
与传统的化学还原反应相比，电催化还原反应更加可控，可以改变产物的分子结构，降低能量消耗，减少污染物的产生，并且在释放的碳分子的碳原子个数上具有更多的灵活性。
电催化二氧化碳还原是重要的技术，可能带来巨大的影响。
电催化二氧化碳还原反应的机理可以分为三大部分：电子传递，电化学反应和催化反应。
在电子传递中，酶会将电子从一个活性中心传递到另一个活性中心，这样可以使CO2变成碳氢化合物，碳酸酯或其他有机物。
在电化学反应中，将CO2与质子或其他离子结合，形成含碳和氢的化合物，如碳酸盐和碳酸酯。
催化反应是负责将CO2变成有用的产物的最后一步。
在此阶段，可以使用金属离子催化剂或含量高的酶体系，它们可以把CO2变成抗菌剂、香料、药物等有用产物。
电催化二氧化碳还原具有诸多优势，如低能耗、可控性高等。
因此，它在固体、气相和液相中已经被广泛应用。
它在制备碳-碳键和碳-氢键有机物方面表现焕然一新，它可以改变有机物的分子结构，还可以利用有机物的各种芳香系结构，以及改变产物的含碳原子的个数，从而有效的利用二氧化碳。
此外，电催化二氧化碳还原有助于减少污染。
在传统的还原反应中，会产生大量的有毒污染物，而电催化还原的产物却没有这种污染物，可以让环境变得更清洁。
目前，电催化二氧化碳还原反应的研究还仍处于起步阶段，需要进一步完善技术，探索催化剂和催化体系，以及有效地促进反应速度和效率。
此外，要深入研究其反应机理，以及反应中的热力学和动力学，提出更有效率的方法，来改善反应过程中的性能。
总之，电催化二氧化碳还原是一种很有前途的研究领域，它具有可控性高，能量消耗少，污染少等诸多优点，可以有效地利用二氧化碳，改善环境污染。
因此，未来，它有望起到重要作用，为社会带来许多实际应用。
电催化二氧化碳还原c2+
电催化二氧化碳还原c2+
电催化二氧化碳还原成C2+化合物是一项备受关注的研究课题，因为它可以为可持续能源和化学品生产提供新的途径。
在这个过程中，二氧化碳分子被还原成含有两个碳原子的化合物，比如乙烯或
乙炔等。
这种反应需要通过电化学方法来实现，通常使用金属催化
剂来促进反应的进行。
从催化剂的角度来看，研究人员一直在寻找高效的催化剂，以
提高二氧化碳还原的效率和选择性。
一些常用的催化剂包括铜、银、金等金属，它们可以在电极表面催化二氧化碳的还原反应。
此外，
一些复合催化剂或者纳米材料也被设计用来提高反应的效率和选择性。
从反应机理的角度来看，二氧化碳还原成C2+化合物是一个复
杂的过程，涉及多个步骤和中间产物。
在不同的电极电位下，反应
的产物和效率可能会有所不同，因此研究人员需要深入理解反应的
机理，以便优化催化剂和反应条件。
此外，从实际应用的角度来看，二氧化碳还原成C2+化合物可
以为化学工业提供碳源，并且可以减少对化石燃料的依赖。
然而，
目前这项技术仍面临许多挑战，比如催化剂的稳定性、反应的能耗以及产物的纯度等方面的问题，需要进一步的研究和改进。
总的来说，电催化二氧化碳还原成C2+化合物是一个具有挑战性但又备受期待的研究领域，它涉及催化剂设计、反应机理研究以及工业应用等多个方面，需要综合多学科的知识和技术来推动其发展。
电催化还原二氧化碳的研究与应用
电催化还原二氧化碳的研究与应用气候变化和能源安全已经成为全球最大的挑战之一。
二氧化碳是一个关键的温室气体，其过量排放会导致气候变化。
因此，需要开发一种方法将二氧化碳转化为有用的化学品以减少其排放并为可持续发展作出贡献。
电催化还原二氧化碳是一种引人注目的方法，该方法将二氧化碳还原为有机化合物，并利用可再生能源为该反应提供电能。
本文将介绍电催化还原二氧化碳的研究和应用，重点关注其在能源和环境领域中的应用。
一、电化学还原二氧化碳的基本原理电催化还原二氧化碳的基本过程是利用电势为催化剂提供能量以从二氧化碳中获得电子，并将其还原为有机化合物。
在传统的化学还原二氧化碳中，需要使用高能量的还原剂，这些还原剂的使用会产生大量废物。
相反，电催化还原二氧化碳利用电能来提供还原剂的能量，这种方法是一种更为环保和可持续的选择。
电催化还原二氧化碳的反应需要一个催化剂和一个电极来完成。
电极通常用作电子的供应源，而催化剂则可用于降低该反应的能量阈值。
在催化剂的作用下，反应的能量需要降低，才可以将二氧化碳还原成有机化合物。
正如任何其他反应一样，当电势越强时，反应速率也越快。
因此，为了实现化学反应的高效率，需要采取适当的电位和催化剂。
二、电催化还原二氧化碳在能源领域的应用能源供应链的转型正在加速，积极挖掘可持续发展的新能源，已成为各国政府和行业领袖的共同值得关注的问题。
电催化还原二氧化碳的研究和应用已成为可持续能源的潜在解决方案。
二氧化碳还原过程可用于生产燃料和化学品，这些产品可以替代非可再生能源，从而减少对环境的影响。
1、制备能源储存材料电催化还原二氧化碳可以用于制备能源储存材料。
在这个过程中，二氧化碳可以被还原成有机化合物，这些化合物可以被用于制备储能材料。
例如，二氧化碳可以与甲醇反应，产生甲酸。
甲酸可以储存在燃料电池中，并被用作能源之源。
2、制备可再生燃料电催化还原二氧化碳可以用于制备可再生燃料，例如甲烷和甲醇。
这些化合物可以用于替代传统的石油燃料，并减少全球温室气体排放。
路易斯酸电催化二氧化碳还原
路易斯酸电催化二氧化碳还原
路易斯酸电催化二氧化碳还原是一种利用路易斯酸作为催化剂，通过电化学方法将二氧化碳还原为有用化合物的过程。
在这个过程中，路易斯酸作为催化剂，可以促进二氧化碳的还原反应。
同时，电化学方法提供了一个有效的能量来源，使得还原反应可以在较低的温度和压力下进行。
具体来说，路易斯酸电催化二氧化碳还原的过程可以分为以下几个步骤：
电解液中的路易斯酸与二氧化碳反应，生成相应的路易斯酸盐和碳正离子。
碳正离子在电极上发生还原反应，生成相应的有机化合物。
有机化合物在电极上进一步发生电化学反应，生成最终的产品。
需要注意的是，路易斯酸电催化二氧化碳还原的过程需要控制适当的反应条件，如温度、压力、电流密度等，以确保反应的顺利进行和产物的选择性。
此外，该过程还需要注意环保和安全性问题，避免对环境造成污染和危害。
因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择合适
的催化剂和反应条件，以确保过程的可持续性和经济性。
co2电还原lsv曲线是一条正的曲线
CO2电还原LSV曲线是一种重要的实验手段，用于研究二氧化碳在电化学过程中的还原行为。
该曲线能够揭示CO2在电极表面还原的动力学和热力学过程，对于探索CO2还原反应的机理和寻找高效催化剂具有重要意义。
下面，我们将对CO2电还原LSV曲线进行深入探讨。
一、CO2电还原LSV曲线的基本原理1.1 CO2电还原反应CO2电还原反应是指CO2分子在电极表面接受电子，并发生还原转化为碳一氧化物或更高价的碳氢化合物的过程。
这一反应通常在高温高压条件下发生，但通过催化剂的作用可以在常温常压下实现。
1.2 LSV曲线LSV曲线是线性扫描伏安法（Linear Sweep Voltammetry）的缩写，是一种常用的电化学实验手段。
在CO2电还原研究中，LSV曲线是通过在一定电位范围内扫描电势，测定电流响应，从而获取CO2在电极表面还原的动力学和热力学信息。
二、CO2电还原LSV曲线的特征2.1 正向斜率在CO2电还原LSV曲线中，通常会观察到一条正的斜率。
这是因为CO2在电极上的还原过程需要供给电子，因此随着电位的升高，CO2的还原反应呈现出较高的电流响应，表现为正向的斜率。
2.2 波峰位置在CO2电还原LSV曲线中，还可以观察到一个或多个峰位（Peak），这是CO2电还原反应的催化过程在不同电位下发生的结果。
通过分析波峰位置和电流响应大小，可以获取CO2还原反应的动力学参数和反应机理。
2.3 峰电位CO2电还原LSV曲线中的峰电位可以反映CO2还原反应的起始电位和电荷转移过程的速率。
通过测定峰电位的特征，可以评估CO2还原反应的电子转移速率和反应活化能，为寻找高效CO2还原催化剂提供重要信息。
三、CO2电还原LSV曲线的影响因素3.1 电极材料电极材料的选择对CO2电还原LSV曲线具有重要影响，不同的电极材料具有不同的电子传输速率和表面催化性能，会直接影响CO2还原反应的动力学和热力学过程。
3.2 催化剂催化剂的种类和性质是影响CO2电还原LSV曲线的重要因素，良好的催化剂可以降低CO2还原的电位，提高反应速率和选择性，使得CO2电还原反应更加可行和高效。
电催化二氧化碳还原反应的催化机理
电催化二氧化碳还原反应的催化机理随着全球气候变化和能源危机的逐渐严峻，利用二氧化碳（CO2）作为可再生碳源的研究引起了广泛关注。
电催化二氧化碳还原反应（electrochemical reduction of carbon dioxide）作为一种重要的途径，可以将CO2转化为有机化合物或燃料。
本文将深入探讨电催化二氧化碳还原反应的催化机理，并分析各种催化剂在此反应中的作用。
一、背景介绍二氧化碳是重要的温室气体，对全球气候变化起到了重要作用。
同时，CO2还可以被视为一种潜在的可再生碳源。
因此，通过将CO2转化为有用的有机化合物或燃料，可以有效地减缓气候变化并解决能源危机。
而电催化二氧化碳还原反应正是实现这一目标的有效途径之一。
二、电催化二氧化碳还原反应的基本原理电催化二氧化碳还原反应是一种通过外加电势来促进CO2的还原的过程。
在一个电化学电池中，CO2在催化剂的作用下被还原为有机化合物。
该反应的催化机理主要包括两个关键步骤：CO2的吸附和还原。
催化剂在这两个步骤中起到了至关重要的作用。
三、催化剂在电催化二氧化碳还原反应中的作用催化剂可以显著地提高电催化二氧化碳还原反应的效率和选择性。
不同类型的催化剂如金属催化剂、有机催化剂以及生物催化剂等，对反应中的各个步骤有不同的影响。
以下是几种常见的催化剂及其作用机制的介绍：1. 金属催化剂金属催化剂如铜、银、金等被广泛应用于电催化二氧化碳还原反应中。
这些金属催化剂可以吸附CO2分子，并提供必要的活化位点，从而促进CO2的还原。
此外，金属的电子结构也对催化反应的选择性起到了重要作用。
2. 有机催化剂有机催化剂是一类新兴的催化剂，具有较好的选择性和活性。
它们可以降低反应的过电势，并提供特定的活性位点，促进CO2的吸附和还原。
有机催化剂的研究为实现高效、环境友好的电催化二氧化碳还原反应提供了新的思路。
3. 生物催化剂生物催化剂如酶和细胞也能够催化CO2的还原反应。
电催化co2还原综述
电催化co2还原综述电催化CO2还原技术是一种将二氧化碳转化为有用化学品的方法，该方法利用电化学原理，通过电流驱动催化剂在电极表面催化CO2分子的还原反应。
这项技术具有非常重要的意义，可以有效地减少CO2排放量并实现经济可持续发展。
在电催化CO2还原技术中，催化剂发挥着至关重要的作用。
催化剂通过提供反应所需的活化能，加速CO2的还原反应速率。
目前，研究人员已经发现了许多有效的催化剂，包括金属、合金、氧化物、有机催化剂等。
这些催化剂具有不同的催化性能，如选择性、活性和稳定性，可以实现不同的CO2还原产品，如甲烷、乙烯、醇类和酸类。
尽管电催化CO2还原技术具有巨大的潜力，但是目前仍然存在一些挑战。
首先，CO2是一种非常稳定的分子，其还原需要高能量的电子。
因此，选择合适的催化剂以及调控反应条件对于提高CO2还原效率至关重要。
其次，CO2还原反应是一个复杂的多步反应过程，其中涉及到多种催化剂和中间产物的转化。
因此，需要进一步研究反应机理以及评估催化剂的稳定性和持久性。
为了解决这些挑战，并推动电催化CO2还原技术的发展，国际上的科学家们正在开展广泛的研究工作。
一方面，他们致力于设计和合成新型高效的催化剂，如金属-有机框架和纳米材料，以提高CO2还原效率和选择性。
另一方面，他们试图揭示反应机理和催化剂的结构-性能关系，以指导合成更优良的催化剂。
此外，电催化CO2还原技术也面临着经济可行性的挑战。
目前，催化剂的合成和电解过程的能耗较高，导致CO2还原产品的制备成本较高。
因此，降低能耗、提高产量和选择性是进一步推动该技术发展的关键。
总之，电催化CO2还原技术为解决气候变化和能源危机提供了一种可持续发展的途径。
虽然仍然存在一些挑战，但通过合理设计催化剂、深入研究反应机理和提高能源利用效率，我们可以期待这项技术在未来的应用中发挥更大的作用。
电催化二氧化碳还原
电催化二氧化碳还原二氧化碳（CO2）是维护和改善地球环境的一个重要组成部分，但它仍然是主要的温室气体，导致全球变暖。
因此，减少二氧化碳的排放是一个重要的科学和技术难题。
更重要的是，地球的能源消耗让再生能源成为现代社会重要的推动力。
由于现有技术的困扰，氢能成为一个现代能源的主要障碍。
于是，电催化CO2还原（ECRR）技术应运而生，其目标是以实用的成本从CO2中提取氢，但这一宏伟目标的实现有着其自身的困难。
最直接的想法是将CO2电化学还原为可用的氢气，但是具有极高的阻碍力，并且会产生大量的无用产物。
幸运的是，近年来，科学家们通过这种技术的研究取得了一系列重大突破，为把ECRR作为一种经济合理的替代能源走向未来把关。
研究人员提出了催化剂材料来实现低成本、高效率的电催化CO2还原方案，他们发现将贵金属催化剂材料与非金属材料相结合，可以实现低温、高效率的CO2还原反应。
其中，贵金属催化剂的主要作用是加速反应的进行，而非金属就起到了抑制碱性条件下反应的过程，从而提高了反应的效率。
此外，研究人员还运用了电化学可控还原（ECRR）技术来实现氢的可控提取。
电化学可控还原，也称为空气电池，是以电气化学反应形式将CO2还原为氢气的技术。
其原理是，在液体反应器中，在指定的条件下，通过高电压来引发反应，将CO2还原为氢气，经过一系列有机反应后，氢气终于被提炼出来。
为了证明这项技术的效果和可行性，研究人员还进行了大量的实验检验。
他们采用了多种催化剂，结果表明，当催化剂提供的电流密度越高，还原CO2的反应速率就越快。
可以通过改变催化剂的组成来调节还原速率，最终实现氢的高效率提取。
事实上，ECRR技术在未来发展中还有很大的潜力。
在实际应用中，可以通过改变催化剂的组成、改变反应条件以及提高催化反应的效率来改善技术性能，最终达到节能减排和高效率提取氢气的目的。
总之，ECRR技术对未来环境问题的能源解决方案有着重要的作用。
它不仅有助于减少全球的温室气体排放，而且还能够降低石油和天然气的消耗，从而促进可持续发展。
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04 提高产物选择性
离子溶液电解质 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸（EMIM-BF4），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸（BMIMBF6），1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸（BMIM-OTMF）等
举例：在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸（EMIM-BF4）电解质中以Ag作为阴极进 行了CO2电还原，超电势约为0.17 V。这说明离子溶液可以大大降低CO2电还 原的能量势垒。并且这个反应持续了7 h，产物CO的FE达到96%。
02 3 硫化金属催化剂
MoS2 由于储量丰富，价格低廉，易于制备及独特的电化学性能 Asadi 等人通过实验证明了 MoS2晶格边缘的活性位点可以调 高电流密度降低反应超电势。
02 4 碳掺杂催化剂
01 氮掺杂碳基催化剂 相同测试条件下反应的电流密度要高于银电化学催化剂， 并且在-0.573 V.vs.SHE 对于 CO 的 FE 达到了 95%。
04 SOEC
氢电极反应：2CO2+4e→2CO+2O2- （1） 2H2O+4e→2H2+2O2- （2）
氧电极反应：4O2-→2O2+8e （3） 总的电池反应式：H2O+CO2→H2+CO+O2 （4）
SOEC的优势：
固体氧化物电解池（SOEC）技术可以通过电解水制 H2，共电解水和 CO2制合成气。SOEC 高的操作温度能够降低电解过程的电能需求，从 而降低制氢和合成气成本，也提高了电极的动力学性能和降低了 SOEC 电解质电阻，从而使电池性能损失更小。如果电站或其他工业过程的 废热能够用来维持电解池运行，SOEC相比于低温电解池在制氢和合成 气方面就会表现出更高的效率。热力学上，高温电解能够减少电解过
01
产物为一氧化碳
CO2首先在催化剂表面发生还原吸附， 进而引发形成-COOH中间体．最后通过 另一电子质子对的进一步还原使-COOH 中间体从电极上解吸，生成最终产物CO 和H2;
产物为甲醇
从反应历程上看，关键中间体CH3O+的 质子化导致甲醇分子的最终形成;
产物为甲酸及甲酸盐
通过配体约束生长制备了4个原子厚度的超 薄Co纳米片与块状样品相比，CO2电还原过 程中纳米薄片表面的Co原子产生了更高的本 征活性和选择性在较低的过电位(0.24 V)下 产生甲酸根,生成甲酸盐的法拉第效率接 近 90％;
由于反应中需要较高的超电 势，因此反应的能量效率很
不理想；
由于反应过程中所产生的 中间产物在电解质中会损 害催化剂的活性位点，因
此反应的稳定性较差。
04
SOEC简介
Your life can be enhanced, and your happiness enriched, when you choose to change your perspective.
02 硼掺杂金刚石（BDD） 在有机电解液（甲醇和高氯酸四丁铵的混合溶 液）中对于产物甲醛的 FE 最高达到了 74%
结构多样 环境友好 比表面积大 活性位点突出
导电性能良好 物理化学性能稳定 价格低廉及储量丰富
03
CO2RR电解质
.
03
CO2RR电解质
01 水溶液
03 有机溶液
02 离子溶液
03 水溶液
3 镍（Ni）、铁（Fe）、铂（Pt）等
这类金属催化剂由于自身析氢过电位较低，所以主要产物为 H2；
4 铜（Cu）
研究表明铜箔在不同的条件下可以产生 16 种不同的 CO2 电还原产物，并且因为其 独特的电催化性能在反应过程中可以吸附和转化中间产物*CO，所以产物主要以甲 烷（CH4）和乙烯（C2H4）为主。
程的电能消耗，可以利用电站或其他工业过程的废热；动力学上，高 温电解能够降低电池的内阻，提高电流密度，从而提高电解效率。
04 SOEC
材料选择： 电解质：氧化钇稳定氧化锆（YSZ） 氢电极：镍-氧化锆（Ni-YSZ）金属陶瓷 氧电极：锰酸镧（LSM）复合 YSZ
04 SOEC
还需解决的问题 1、确定 SOEC关键材料的组成、结构与衰减机制的关系 2、研究固体氧化物电解池的电极反应过程 3、优化材料组成、微观结构和操作条件，提高SOEC单电池 的电解效率
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电催化还原二氧化碳
01 二氧化碳还原反应CO2RR
电催化二氧化碳还原反应；
CO2浓度的增加对环境造成了显著的负面 影响，使地面吸收的太阳光的热量不易散失 ，导致全球变暖，进而引起两极冰川融化、 海平面上升等。
有研究表明，目前的CO2浓度即使不再增 加，靠地球的自身消化能力，也要近1 000年 才能消除从前所累计的温室效应的影响。
PART ONE
01
PART TWO
02
PART THREE
03
PART FOUR
04
CO2 电还原的产物大多 为多种气体与液体混合产 物，因此产物的气液分离 成本较高；
CO2 电还原反应过程比较复 杂，对于 CO2电还原具体过 程没有确切的定论，因此， 产物的选择性较低。同时由 于反应是在水中进行所以会 同时发生析氢副反应对产物 的选择性也会有很大影响；
02 金属氧化物表现出更好的催化活性 MoO2 在乙腈和二甲基甲酰胺等有机溶剂中能够表现出 较强的 CO2 还原催化活性，Oh 等人发现 MoO2 在乙腈 与四丁基六氟磷氨酸（TBAPF6）中 CO2电还原的表现出 更强的催化活性。
Chen Y., Kanan M. W. Tin oxide dependence of the CO2 reduction efficiency on tin electrodes and enhanced activity for tin/tin oxide thin-film catalysts [J]. Journal of the American Chemical Society, 2012, 134(4): 1986-1989.
02 1 金属催化剂 ,Mn
Mn分子催化剂通过与芳环连接的方法固定在碳纳米管上，制备具 有催化活性的电极．在这种准非均相催化系统中，CO2在0.36 V的 起始过电位被有效地还原，并且在0.55 V时能够实现超过1000次的 催化循环．在该电还原过程中，高催化剂负载时主要产物为CO，而 采用较低的催化剂负载时，产物的主要成分为甲酸盐．此外，非均 相电还原CO2还具备合成方法简单和产物无需进一步纯化等特点， 因而在具备出色的转化效率的同时，也拥有大规模工业化应用的巨 大潜力。
产物为甲烷
CO2还原生成CH4涉及八电子过程，所以会 形成如乙烯，氢气，一氧化碳和甲酸等多种 副产物;
02
催化剂
02 1 金属催化剂
1 汞（Hg）、硒（Sn）、铟（In）、铋（Bi）等
反应过程中容易产生 HCOO-，产物主要以甲酸和甲酸盐为主；
2 金（Au）、银（Ag）、锌（Zn）等
这类催化剂的特点为对于 CO 的稳定性较弱，所以产物主要为 CO；
除了阳离子一些研究显示电解质中的阴离子也会影响CO2电还原反应
在Na2SO4的电解质中Sn作为催化剂进行了CO2电还原，FE达到了95%。然而在相同化学 条件下在KHCO3的电解质中FE只有63%。
03
CO2RR电解质-离子溶液
01 提高电极表面对于CO2的吸附能力
02 降低反应势垒断开C=O键
03 提高电流密度
将闲散的非常规能量加以储存, 缓解能源危机,且没有新的CO2排放；
利用太阳能、风能、地热能、潮汐能等可再 生能源，以及核电站、水电站低谷用电时的 弃电;
阴极反应：CO2(g)+ne-=CO HCOOH HCHO CH3OH 阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2
01 二氧化碳还原反应CO2RR
03 有机溶液
常用有机溶液-甲醇
甲醇作为CO2电还原电解质被人们广泛的研究，在相同条件下甲醇对于CO2的溶解 度是水的五倍，同时甲醇作为电解质对于析氢反应还能起到很好的抑制作用，因此反 应也表现出了很好的选择性。
二甲基甲酰胺（DMF） 反应过程中更容易产生中间产物CO2•-，从而产生甲酸与甲酸盐
04 挑战
2018
二氧化碳电化学还原
Chemistry creates the world, chemicals transform it
徐庆岳 张世贤 张峰 陈谦
01
CO2RR简述
02
催化剂
03
电解质
04
SOEC简介
01 二氧化碳还原反应CO2RR
燃烧化石燃料所产生的二氧化碳 （CO2），其浓度在大气与海洋中 逐年累积，由早期的 300 ppm 升 至 385 ppm（预计 2100 年接近 600 ppm）
02 2 氧化金属催化剂
01 金属氧化物比金属单质拥有更高的电流密度和法拉第效率 Chen 等人通过实验成功在 Sn 基底上电沉积了一层 SnOx 薄膜， 通过测试发现相较于纯的锡箔拥有更独特的催化性能，与在表 面自然生长一层 SnOx 的 Sn 电极相比前者的电流密度是后者的 8 倍，并且法拉第效率也达到了 4 倍的提升。
01 二氧化碳还原反应CO2RR
CO2拥有线性对称的分子结构。分子结构中的 C=O 的长度比酮的 C=O 的共价键要短（约 0.04 Å）。独 特的分子结构使CO2 化学性质极其稳定，只能在较 为极端的条件下才能转化为其它碳类化合物，例如 高温、高压及高的过电位。
因此将 CO2 转化成可利 用的再生能源成为一种理 想选择。构建人工二氧化 碳循环系统，不仅可以降 低环境中二氧化碳的浓度 ，还可以将二氧化碳转化 为可再生能源，
在水溶液中电化学还原CO，法拉第效率受电解质中阳离子的影响。
Saveant 等人分别在一价离子（Li+，Na+）和二价离子（Mg2+，Ga2+，Ba2+）的电解 质中用铁(0)卟啉作为催化剂进行了 CO2 电还原。 通过实验他发现不同电解质中催化活性的顺序为 Mg2+=Ga2+>Ba2+>Li+>Na+。