分会

第四十二分会：绿色化学

摘要

作为实现《巴黎协定》碳中和目标的一种合理选择，近年来CO2电还原（CO2RR）技术受到了越来越多的关注。这种技术不仅可以将温室气体CO2升级为化工产品和燃料，还可以指导高效利用可再生电力1,2。根据质子耦合电子转移(PCET)步骤，CO2电还原的范围可以实现从单碳产物（C1）到多碳产物（C2+）的调变，其中包含不同数量的质子和电子3,4。特别地，具有更高能量密度和经济价值的多碳产物（C2+）是更受欢迎的物种，然而实现CO2电还原以高效生产多碳产物面临热力学和动力学障碍5。为了实现多碳产物生产的高效CO2RR，迫切需要系统的策略和公正的标准来解决各种挑战，包括催化剂、催化界面、电解质和电解器件6。在本次演讲中，我们将初步论证电催化还原二氧化碳的必要性并建立其经济分析。然后，我们介绍了如何构建高效的CO2电还原系统。 以最先进的铜 (Cu) 催化剂为例，它是唯一能够实现高效CO2电还原生产多碳产物的选择。我们将介绍理论计算如何指导理想催化剂的设计、先进的原位表征技术以深入了解催化机理、通过优化电催化界面和反应器协同促进CO2RR性能。结合技术经济分析，我们进一步介绍如何耦合反应基元以提高整个体系的产物价值和能量消耗。最后，我们将给出未来研究需求的展望，为CO2RR定制公正的建议和标准，以促进其健康发展。

关键词

电催化CO2还原;铜基催化剂;多碳产物;碳中和

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