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隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類對能源需求量直線上升。我國是一個多煤、貧油、少氣的國家，煤炭作為一種重要的化石燃料在我國能源結構中占據(jù)了重要的地位。如何減少煤炭使用過程的CO2排放中對人類環(huán)境的影響，成為我國能源領域研究的重要課題。利用太陽能、風能等可再生能源產(chǎn)生的日益廉價、清潔的電能將二氧化碳轉化為燃料和化學原料，既可以消耗過量的二氧化碳，又能將這些可再生能源轉化為化學品進行儲存，對保護環(huán)境和推動社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有巨大而深遠的戰(zhàn)略意義。

二氧化碳電催化還原系統(tǒng)的關鍵部件包括電催化劑(決定產(chǎn)物選擇性)、離子傳導膜(影響能量轉化效率)、電極(實現(xiàn)技術應用)等。目前該技術的瓶頸之一在于高效催化劑的開發(fā)。針對這一問題，近期天津大學化工學院張生教授作為通訊作者與合作者應邀在國際權威期刊《 化學研究評述 》上發(fā)表了題為“二氧化碳減排：從均相到多相電催化”(CO2 reduction: from homogenous to heterogeneous electrocatalysis)的論文介紹之前在二氧化碳電催化領域的研究成果，天津大學為論文第一通訊單位。

論文介紹了均相和多相二氧化碳電催化還原過程的特點，以均相催化劑、負載型均相催化劑和非均相納米催化劑為切入點各自闡明了其反應機理與優(yōu)缺點。均相催化劑結構均一，催化機理明晰，適合進行研究反應，然而其分散在電解液中使得難以回收再利用，不利于實際利用。所以，利用各種界面技術將其固載化是一個解決思路，但是其在長期的反應過程中常常會遇到性能的衰減。大比表面積納米催化劑由于超高的催化活性，適合大規(guī)模應用在近些年來獲得了廣泛地關注，但由于表面結構復雜，反應機理解析困難。

均相催化劑、負載型均相催化劑和多相納米催化劑的工作原理示意圖

目前技術已經(jīng)實現(xiàn)兩電子還原產(chǎn)物甲酸和一氧化碳的高選擇性制備，可以滿足商業(yè)化的要求。下一步是進行二氧化碳深度還原，實現(xiàn)高選擇性生產(chǎn)高能量密度的碳氫燃料以及多碳產(chǎn)物。其中對于關鍵中間體的探究，各種配體的調(diào)控以及界面的構效關系研究是未來研究的關鍵方向。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00496 

《化學研究評述》(Accounts of Chemical Research)是美國化學會旗下的權威綜述類學術期刊，2018年該期刊的影響因子為21.661，與美國化學會旗下的《化學評論》（Chemical Reviews）和英國皇家化學會旗下的《化學會評論》（Chemical Society Reviews）被公認為國際化學化工領域的三大綜述期刊?！痘瘜W研究評述》雜志在化學研究領域頗具影響力，以主要介紹團隊自己的系統(tǒng)研究而不同于其它兩個綜述類期刊。

張生教授簡介：

張生，天津大學化工學院長聘教授，國家海外高層次人才。長期致力于能源電化學與化工領域，研究涉及化工、材料、化學、物理等學科，具體研究方向包括二氧化碳電化學轉化系統(tǒng)與過程強化；質子傳導膜構建與潔凈能源器件；先進催化劑設計與可控合成，目前已在Nature Nano. (2)、Nature Comm. (2)、PNAS、Acc. Chem. Res.、JACS (3)、Angew. Chem.(2)等化學、化工、材料領域權威學術期刊發(fā)表SCI論文40余篇，國內(nèi)外相關學者在Nature、Science雜志上引用6, 300余次，單篇最高引用800多次，其中8篇論文單篇引用超過300次，H因子為30，ESI高被引論文9篇，同時擁有授權/申請專利共5項，曾獲得省部級科學技術一等獎等榮譽。