当前，世界主要经济体都在加快CO₂RR技术研究，促进“碳循环”发展。什么是CO₂RR，为什么要进行测试研究？这篇文章告诉你。

电催化CO₂RR技术简介

电催化CO₂是利用水的氧化反应和CO₂的还原反应，将CO₂高效转化为碳基燃料的技术。

电催化CO₂的还原产物精准可控，借助过渡金属催化剂的电子结构调控，可更好的把控C-C键的偶联，提升多碳产品的产出效率，实现更加有效的利用CO₂，并减少污染。

电催化CO₂RR具体可分为3个关键步骤 ：

1、电子供应与传递

根据不同的技术路线，如PEM（质子交换膜）或AEM（阴离子交换膜），在阳极中，水电解产生的氢离子或氢氧根离子通过PEM或AEM交换膜定向迁移至阴极，驱动CO₂还原。

2、CO₂活化与中间体形成

CO₂分子吸附在催化剂表面，通过与催化剂的化学键合形成稳定的中间体

3、催化还原与产物生成

中间体进一步接受电子和质子，通过多步还原反应生成目标产物。

电催化CO₂RR技术有单碳C1产物（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经济价值的多碳C2或C2+产物（如乙烯C₂H₄、乙醇C₂H₅OH等）。

电催化CO₂RR技术挑战

CO₂RR反应机理非常复杂，比如，压力依赖性调控CO₂RR选择性的深层次机制、中间体的形成和转化机理、质子化优化策略研究、催化材料演变控制等方面都需要进一步研究。

在新型催化结构研究中，既要具有较高的电化学活性，又要满足产物高选择性，且催化反应稳定。很多科学家都在这方面有过深入探索。

电催化CO₂RR测试研究

电催化CO₂RR测试研究需要用到电解池系统、气液流量控制系统、产物分析系统、压力/温度调控系统等。

在研究中，评估电催化CO₂RR性能有3个重要参数：电流密度、法拉第效率（FE）和电池电势。

电流密度越高，意味着电催化反应速率越快；FE数值越高，意味着产物选择性越高；电流电势越低，代表着较高的能量利用率。

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