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[转载]【NCM综述】中科院山西煤化所王聪伟/郭全贵/王俊英:石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展

已有 589 次阅读 2024-4-17 15:50 |个人分类:期刊|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

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一、研究背景

人类社会的进步和工业经济的发展使得大气中CO2浓度急剧增加,这导致了环境和气候诸多领域的严重问题,例如海洋酸化和海平面上升。而CO2作为一种廉价易得的碳资源,通过生物化学、光催化和电催化等方法,将其转化为燃料或高附加值化学品具有广阔的应用前景。采用传统的技术路线来实现CO2利用,通常需高温、高压等苛刻条件,这意味着在安全、高效和节能环保等方面存在很多问题。电催化CO2还原反应(CO2RR)由于其条件温和、过程可控、能耗少且易于规模化推广使用,被视为解决上述问题的重要方法。与此同时,可再生能源近几年来迅速发展。从资源利用和能源发展的战略角度来看,利用低级别的可再生电能将CO2高效地转化成为高附加值化学品或燃料,不仅可以“变废为宝”、减少CO2排放,同时可以减轻人类对化石燃料的依赖,实现能源从“化石燃料经济”过渡到可持续的“二氧化碳经济”,从而实现高效的清洁能源利用。

二、工作简介   

本综述论文先回顾了电化学CO2还原的基础理论、关键的评价指标,以及催化反应的基本原理和具体过程。在此基础上,对石墨烯进行了简要概述,并详细阐述了基于石墨烯的催化剂制备方法和工艺。根据催化活性位点的不同,系统性地梳理了近年来石墨烯基催化剂的研究动态,并据此将催化剂分为两大类:一类是不含金属的石墨烯基电催化剂,另一类则是负载了金属的石墨烯基电催化剂。在无金属石墨烯基电催化剂部分,详细介绍了石墨烯量子点电催化剂、以及经掺杂处理的石墨烯电催化剂;而在负载金属石墨烯基电催化剂部分,则分别介绍了负载单原子、金属、合金、氧化物、硫化物,以及其他类型化合物的石墨烯基电催化剂。文章的最后部分,对CO2电还原技术的未来发展方向进行了探讨与预测,为开发更高效的石墨烯基二氧化碳还原电催化剂提供了理论指导和实践参考。

 

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                                                                          图1  图文摘要

New Carbon Materials 文章信息

WU Ze-lin, WANG Cong-wei, ZHANG Xiao-xiang, GUO Quan-gui, WANG Jun-ying. Graphene-based CO2 reduction electrocatalysts: A review. New Carbon Mater., 2024, 39(1): 100-130.

武泽林, 王聪伟, 张晓祥, 郭全贵, 王俊英. 石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展. 新型炭材料(中英文), 2024, 39(1): 100-130.

期刊官网:

http://xxtcl.sxicc.ac.cn/

国际版主页:

https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials

原文链接: http://xxtcl.sxicc.ac.cn/cn/article/doi/10.1016/S1872-5805(24)60839-5



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