为缓解温室效应并同时将间歇性的清洁电力储存至化学键中,电催化CO2还原制备含能小分子在近年来受到了广泛研究。传统电解体系中,阳极发生的析氧反应(OER)为阴极CO2还原提供电子与质子,然而这一过程耗能较大且生成的氧气经济价值不高。为实现阴极CO2高效还原的同时提升阳极反应的经济效益,利用有机底物在阳极氧化替代OER的成对电解体系已经引起了越来越多的关注。为提升耦合电解反应的整体性,目前已发展多种耦合催化电解策略(图1):I) 制备双功能催化剂用于催化两极(阴阳极)反应;II) 同一底物在阴阳极的歧化反应;III) 不同底物在阴阳极的逆歧化反应;IV) 一极的产物作为反应底物在另一电极上进一步转化。
未来商业化CO2还原的发展将很大程度上依赖于整体电解体系的研发突破,本工作为CO2耦合电解的研究提供了一种就地取材的新策略,并且其将来也可应用至电解析氢、氮气还原等其他电催化领域。
Zhi-Wen Yang, Jin-Mei Chen, Ze-Long Liang, Wen-Jun Xie, Prof. Bin Zhao, Prof. Dr. Liang-Nian He
文章第一作者为硕士研究生杨志文
ChemCatChem
DOI: 10.1002/cctc.202201321