電催化還原二氧化碳迎來曙光？

　　近年頂刊發文看電催化劑的工業化進展

　　二氧化碳通過電解轉化成有使用價值的化學品一直是研究人員關注的科研領域。特別是在低于100攝氏度的低溫條件下進行二氧化碳的電化學轉變目前已經接近實現工業規模。而在基礎研究領域，僅在2019年就有超過600篇論文涉及到了相關催化劑的優化改良。在這里，我們精選總結了近年來二氧化碳電還原方向取得的重大研究突破，看看這些研究是如何推動這個領域的工業化。

　　電解槽研究達到中試規模

　　如何提升催化劑穩定性曾經一度是主要的研究焦點，不過目前人們已經實現了催化劑的穩定長期性能。催化劑穩定性與電池配置以及測試條件高度相關。例如，太陽能賦能的二氧化碳和水的電化學還原生成合成氣的過程，能夠可持續生產極具價值的化學品。然而，以往二氧化碳—一氧化碳電解槽的電流密度小且穩定性不足，限制了規模化人工光合成系統的發展。

　　針對這一問題，德國西門子公司的Guenter

　　Schmid（通訊作者）團隊[1]利用了可商用的銀基氣體擴散電極。該電極通常使用在工業規模的氯-堿電解過程中，而研究人員則以此電極作為二氧化碳電解槽的陰極。檢測發現，由此形成的電解槽在超過1200小時的連續運行后，電流密度依然可高達300

　　mA cm–2。這一二氧化碳電解槽可被連接到發酵模塊（fermentation module），這樣一來，從電解槽出來的合成氣可以直接轉化成具有高碳選擇性的丁醇和己醇。研究計算顯示。光伏電能、二氧化碳和水轉變成醇類的法拉第效率可接近達到100%。利用這一雜化系統，研究表示人工光合成高價值化學品（丁醇/己醇）可能達到幾萬噸每年的產量，已經接近工業化規模水平。