电催化还原二氧化碳迎来曙光？
近年顶刊发文看电催化剂的工业化进展
二氧化碳通过电解转化成有使用价值的化学品一直是研究人员关注的科研领域。特别是在低于100摄氏度的低温条件下进行二氧化碳的电化学转变目前已经接近实现工业规模。而在基础研究领域，仅在2019年就有超过600篇论文涉及到了相关催化剂的优化改良。在这里，我们精选总结了近年来二氧化碳电还原方向取得的重大研究突破，看看这些研究是如何推动这个领域的工业化。
电解槽研究达到中试规模
如何提升催化剂稳定性曾经一度是主要的研究焦点，不过目前人们已经实现了催化剂的稳定长期性能。催化剂稳定性与电池配置以及测试条件高度相关。例如，太阳能赋能的二氧化碳和水的电化学还原生成合成气的过程，能够可持续生产极具价值的化学品。然而，以往二氧化碳—一氧化碳电解槽的电流密度小且稳定性不足，限制了规模化人工光合成系统的发展。
针对这一问题，德国西门子公司的Guenter
Schmid（通讯作者）团队[1]利用了可商用的银基气体扩散电极。该电极通常使用在工业规模的氯-碱电解过程中，而研究人员则以此电极作为二氧化碳电解槽的阴极。检测发现，由此形成的电解槽在超过1200小时的连续运行后，电流密度依然可高达300
mA cm–2。这一二氧化碳电解槽可被连接到发酵模块（fermentation module），这样一来，从电解槽出来的合成气可以直接转化成具有高碳选择性的丁醇和己醇。研究计算显示。光伏电能、二氧化碳和水转变成醇类的法拉第效率可接近达到100%。利用这一杂化系统，研究表示人工光合成高价值化学品（丁醇/己醇）可能达到几万吨每年的产量，已经接近工业化规模水平。
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