當前，世界主要經濟體都在加快CO₂RR技術研究，促進“碳循環”發展。什么是CO₂RR，為什么要進行測試研究？這篇文章告訴你。

電催化CO₂RR技術簡介

電催化CO₂是利用水的氧化反應和CO₂的還原反應，將CO₂高效轉化為碳基燃料的技術。

電催化CO₂的還原產物精準可控，借助過渡金屬催化劑的電子結構調控，可更好的把控C-C鍵的偶聯，提升多碳產品的產出效率，實現更加有效的利用CO₂，并減少污染。

電催化CO₂RR具體可分為3個關鍵步驟 ：

1、電子供應與傳遞

根據不同的技術路線，如PEM（質子交換膜）或AEM（陰離子交換膜），在陽極中，水電解產生的氫離子或氫氧根離子通過PEM或AEM交換膜定向遷移至陰極，驅動CO₂還原。

2、CO₂活化與中間體形成

CO₂分子吸附在催化劑表面，通過與催化劑的化學鍵合形成穩定的中間體

3、催化還原與產物生成

中間體進一步接受電子和質子，通過多步還原反應生成目標產物。

電催化CO₂RR技術有單碳C1產物（如一氧化碳CO、甲酸HCOOH、甲醇CH₃OH、甲烷CH₄），以及更高的能量密度和經濟價值的多碳C2或C2+產物（如乙烯C₂H₄、乙醇C₂H₅OH等）。

電催化CO₂RR技術挑戰

CO₂RR反應機理非常復雜，比如，壓力依賴性調控CO₂RR選擇性的深層次機制、中間體的形成和轉化機理、質子化優化策略研究、催化材料演變控制等方面都需要進一步研究。

在新型催化結構研究中，既要具有較高的電化學活性，又要滿足產物高選擇性，且催化反應穩定。很多科學家都在這方面有過深入探索。

電催化CO₂RR測試研究

電催化CO₂RR測試研究需要用到電解池系統、氣液流量控制系統、產物分析系統、壓力/溫度調控系統等。

在研究中，評估電催化CO₂RR性能有3個重要參數：電流密度、法拉第效率（FE）和電池電勢。

電流密度越高，意味著電催化反應速率越快；FE數值越高，意味著產物選擇性越高；電流電勢越低，代表著較高的能量利用率。

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