分會(huì)

第三十三分會(huì)：基礎(chǔ)電化學(xué)

摘要

目前分布式能源和基礎(chǔ)化工品的生產(chǎn)嚴(yán)重依賴(lài)化石資源，化石資源的逐漸枯竭給它們帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。氫能是最有可能代替化石資源作為分布式能源[1]，但是未來(lái)生產(chǎn)基礎(chǔ)化工品的原料從何而來(lái)。電催化為這一問(wèn)題的解決帶來(lái)了曙光，電催化將二氧化碳（CO2）化學(xué)升級(jí)為高價(jià)值的多碳產(chǎn)物（C2+）是一種生產(chǎn)基礎(chǔ)化工品的途徑，目前只有銅基催化劑可將CO2/CO轉(zhuǎn)化為C2+產(chǎn)物，但是C2+產(chǎn)物的選擇性和活性仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)化的要求，主要的瓶頸是銅基催化劑的選擇性和活性差，后續(xù)的分離成本大。一氧化碳被認(rèn)為是C2+產(chǎn)物的中間體，因此我們提出了“串聯(lián)催化”的策略，第一步將CO2高選擇性地轉(zhuǎn)化為CO，第二步是以CO2衍生的CO作為原料進(jìn)行碳-碳偶聯(lián)來(lái)生產(chǎn)C2+產(chǎn)物，大大提高了C2+產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率。我們用化學(xué)溶液法合成了二維銅納米片（如圖1a），該納米片選擇性暴露（111）晶面，在CO電還原中實(shí)現(xiàn)了48%的乙酸選擇性（如圖1b），乙酸的分電流密度可達(dá)131 mA cm-2，C2+產(chǎn)物的選擇性接近70%[2]. 為了可持續(xù)生產(chǎn)基礎(chǔ)化工品氨，我們提出了“硝酸路徑氮還原合成氨”策略，以硝酸或亞硝酸鹽為原料電催化制氨，這是一種電化學(xué)合成氨的新途徑，產(chǎn)氨選擇性接近100%[3]。

關(guān)鍵詞

電催化；基礎(chǔ)化工品；二氧化化碳轉(zhuǎn)化；電化學(xué)制氨；銅納米片

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