面向二氧化碳电化学利用的离子传导膜研究进展

利用可再生电力将化石能源利用过程中排放的CO_(2)还原为增值含碳化学品,不仅可以解决CO_(2)排放问题,还可以实现可再生能源存储,是实现我国“双碳”目标的重要途径.离子传导膜作为CO_(2)电解池中的重要组成部分,一方面其离子电导率决定了电能到化学能的转化效率;另一方面对不同离子的选择性和渗透性极大地影响了阴极催化剂反应微环境,进而影响了CO_(2)电催化还原性能和电极稳定性.本文总结了近些年包括室温离子交换膜、中高温耐热高分子膜和固体氧化物膜的不同离子传导膜在电催化CO_(2)转化中的应用,介绍了不同离子传导膜对CO_(2)还原反应、电极稳定性、产物收集等方面的影响,提出了不同离子传导膜在CO_(2)电还原转化利用过程中存在的问题与挑战,并给出了相应解决策略,最后对未来离子膜在CO_(2)电化学转化利用领域的研究进行了展望.

乙烷和二氧化碳催化转化的研究进展

CO_(2)与乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段,符合国家重大需求和国际学术前沿。其中,二氧化碳通过“活性氧”机理、“晶格氧”机理以及“反应耦合”机理促进乙烷的活化。通过催化剂设计选择性地断裂C—H/C—C键,可以实现反应定向地按照两条路径进行——乙烷干重整反应(DRE)和乙烷氧化脱氢(ODH)。综述了DRE和ODH两类反应的热力学、反应物活化机制和催化剂研究进展,分析了催化剂均存在产物选择性低、易烧结、积炭问题的主要影响因素以及催化剂设计和改进策略,并对该研究未来的发展方向进行展望。