我國科學家在二氧化碳電催化還原制乙烯和乙醇方面取得突破

2020-11-26 科學技術部

　　CO

2

活化和可控C-C偶聯合成兩個或多個碳原子(C

2+

)化合物(如乙烯和乙醇)是化學領域極具挑戰性的科學難題。相對熱催化，電催化經過不同的C-C偶聯機理實現CO

2

的還原偶聯，能更好地調控C-C偶聯過程。因此，創製高效催化劑，實現高電流密度、高C

2+

選擇性、高穩定性的「三高」性能，是推進電催化還原CO

2

走向實際應用的關鍵。

　　我國科學家最近在CO

2

電催化還原制乙烯和乙醇方面取得突破。針對CO

2

電催化還原中高C

2+

產物法拉第效率（實際生成物與理論生成物比值）的催化劑常常活性低的難題，我國科學家提出適當提高催化劑水活化能力對提高CO

2

還原活性具有重要作用，發展出氫助C-C偶聯新策略，在氟修飾的銅(F-Cu)催化劑上實現了CO

2

電催化還原制乙烯和乙醇性能的突破。在具有氣體擴散電極的流動電解池中，電流密度可達1.6 A·cm

-2

，C

2+

產物(主要為乙烯和乙醇)的法拉第效率為80%，C

2+

產物生成速率可達4013 μmol·h1

-1

·cm

-2

，且乙烯和乙醇的選擇性可達80%以上、單程收率可達15%以上，超出傳統高溫、高壓條件下CO

2

加氫催化劑的性能，表現出實際應用潛力。

　　相關成果2020年4月20日發表在《自然-催化》上。

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