近日，中国科学院化学研究所韩布兴和孙晓甫团队在Cell Press细胞出版社旗下Chem Catalysis期刊上发表了题为“Electrochemical C-C coupling between CO2 and formaldehyde into ethanol”的最新研究成果。该研究工作报道了I掺杂的Cu基催化剂，能够电催化耦合CO2和甲醛反应生成乙醇。孙晓甫研究员和韩布兴院士为通讯作者，论文第一作者为中国科学院化学研究所博士生马晓东。
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电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）作为一种关闭碳循环并储存多余可再生电力的方法受到了广泛关注。众所周知，电解液成分，尤其是pH值和阳离子，对反应有很大影响。在大多数研究中使用碱金属在不同电极上的活性趋势为Cs+>K+>Na+>Li+。尽管这一趋势在不同的研究工作中是一致的，但人们提出了不同的理论来解释阳离子影响CO2还原的分子机制。
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Highlights
Design of an electrochemical system for CO2-free product extraction
Square-wave oscillating potentials show high C2H4 selectivity
Gaseous C2H4 purity of 52 wt % is obtained
PV electrolyzer yields 10% solar-to-carbon and 4% solar-to-C2H4 efficiency
To combat these dual problems of CO2 sequestration and liquid fuel shortages, renewable energy could be stored in the form of liquid fuels using CO2 as the feedstock. A significant barrier to this process is the lack of an efficient and robust catalyst for CO2 reduction, especially catalysts achieving higher order products like methanol, ethanol, or butanol.
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Electrochemical CO2 reduction into hydrocarbons and alcohols has the potential to enable a transition to a sustainable energy economy. Given that electrochemical processes operate under mild temperatures and pressures, electrochemical CO2 reduction is an ideal method for storing the energy from intermittent renewable sources. Currently, the major challenges for catalysis are activity, stability, and selectivity, and SUNCAT’s research program seeks to address all of these challenges. Theoretical and experimental efforts at SUNCAT work in synergy by utilizing a theory-experiment feedback loop to aid in both mechanistic understanding and materials discovery for electrochemical CO2 reduction (CO2R).
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近年来二氧化碳的资源化技术研究受到了人们普遍的关注。二氧化碳资源大致可以通过以下途径加以综合利用: (l) 二氧化碳接触氧化转化为有用化学物质; (2) 经电化学、光电化学或光化学反应制取有机化合物; (3) 制取二氧化碳聚合物; (4)制取燃料碳.本文仅就近年来电化学及光化学还原二氧化碳的研究进展作粗略介绍。
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二氧化碳的电化学还原反应(CO2RR)，可以将CO2转化为可再生能源，例如，利用CO2的还原生产一氧化碳(CO)，甲烷(CH4)，乙烯(C2H4)，甲酸盐(HCOO–)，乙醇(C2H5OH)和丙醇(C3H7OH)等等。
CO2RR，需要强有力的催化剂，以往的实验研究方法缺乏普适通用性，因此，亟需一种可以指导催化剂的合成设计原则，至此，描述符应运而生。
截至目前，用于CO2RR的描述符层出不穷，由于篇幅原因，无法逐一枚举。因此，我们将分为四期进行介绍，按时间顺序，本期推出前五篇。
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