Acta Chimica Sinica ›› 2021, Vol. 79 ›› Issue (4): 369-377.DOI: 10.6023/A20110540 Previous Articles     Next Articles

Review

三相界面电催化二氧化碳还原研究进展

马一宁a, 施润a,*(), 张铁锐a,b,*()   

  1. a 中国科学院理化技术研究所 中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室 北京 100190
    b 中国科学院大学材料科学与光电工程中心 北京 100049
  • 投稿日期:2020-11-25 发布日期:2021-01-14
  • 通讯作者: 施润, 张铁锐
  • 作者简介:

    马一宁, 中国科学院理化技术研究所硕士研究生, 本科毕业于山东大学化学与化工学院化学基地班, 2020年进入中国科学院大学攻读材料学硕士学位. 目前在理化所张铁锐课题组从事电催化二氧化碳还原催化剂的设计与合成方面研究.

    施润, 中国科学院理化技术研究所项目副研究员, 本科毕业于天津工业大学材料科学与工程学院, 2018年在中国科学院大学取得材料学博士学位. 目前在理化所张铁锐课题组从事能源催化相关研究, 致力于新型光、电催化材料界面特性及反应体系的设计制备, 并将其用于高性能分解水产氢及二氧化碳还原等重要的催化反应之中.

    张铁锐, 中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师, 中国科学院光化学转化与功能材料重点实验室主任. 吉林大学化学学士, 吉林大学有机化学博士. 之后, 在德国、加拿大和美国进行博士后研究. 2009年底回国受聘于中国科学院理化技术研究所. 主要从事能量转换纳米催化材料方面的研究, 在Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., JACS, Chem. Soc. Rev.等期刊上发表SCI论文200余篇, 被引用17000多次, H指数71, 并入选2018~2020科睿唯安“全球高被引科学家”; 申请国家发明专利42项(已授权33项). 2017年当选英国皇家化学会会士.

  • 基金资助:
    北京市自然科学基金(2194089); 国家自然科学基金(21902168)

Research Progress on Triphase Interface Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction

Yining Maa, Run Shia,*(), Tierui Zhanga,b,*()   

  1. a Key Laboratory of Photochemical Conversion and Optoelectronic Materials, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
    b Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2020-11-25 Published:2021-01-14
  • Contact: Run Shi, Tierui Zhang
  • About author:
  • Supported by:
    Beijing Natural Science Foundation(2194089); National Natural Science Foundation of China(21902168)

Electrocatalytic carbon dioxide reduction is the focus and nodus of energy chemistry and catalytic science. As a basic concept in physical chemistry, gas-solid-liquid triphase interface model has been widely studied in electrocatalytic carbon dioxide reduction reaction in recent years, showing many advantages compared with traditional solid-liquid biphase systems. In this review, we discuss the research progress of triphase interface eletrocatalytic carbon dioxide reduction, focused on the classification as well as the principle of triphase interface eletrocatalytic systems. Then, carbon dioxide electroreduction properties of various triphase systems including underwater superaerophilic and gas diffusion layer systems are discussed, with special attention on the influence factors, such as the interfacial diffusion and interfacial wettability of reactants. Finally, we summarize and prospect the existing problems and the future development direction of electrocatalytic carbon dioxide reduction based on triphase systems.

Key words: triphase interface, carbon dioxide reduction, electrocatalysis, mass transfer, wettability