CO2催化转化为高附加值燃料:现状、挑战及其未来方向

doi:10.1016/S1872-2067(16)62455-5

摘要/Abstract

摘要：

CO₂电化学还原,特别是与间歇性的可再生电能相结合转化为液体燃料提供了一条很有前景的将电能存储为化学能的途径,它既降低了人们对化石燃料的依赖,又减轻了因人类活动而排放的CO₂对地球的不利影响.尽管CO₂转化为燃料本身不是一个新概念,但在过去的30多年里该领域的研究也没有很大的进展.这主要是由于结构型电催化剂的开发、以及可有效收集反应物和分离产物的膜组件的开发存在很大的挑战.本文总结了CO₂催化转化的最新进展,提出了制备高附加值燃料的挑战和未来的方向.

关键词: 高附加值燃料, 电催化剂, 催化转化, 二氧化碳, 可持续性

Abstract:

The electrochemical reduction of CO₂ into liquid fuels especially coupling with the intermittent renewable electricity offers a promising means of storing electricity in chemical form, which reduces the dependence on fossil fuels and mitigates the negative impact of anthropogenic CO₂ emissions on the planet. Although converting CO₂ to fuels is not in itself a new concept, the field has not substantially advanced in the last 30 years primarily because of the challenge of discovery of structural electrocatalysts and the development of membrane architectures for efficient collection of reactants and separation of products. This overview summarizes recent advances in catalytic conversion of CO₂ and presents the challenges and future directions in producing value-added fuels.

Key words: Value added fuels, Electrocatalysts, Catalytic conversion, Carbon dioxide, Durability

Jingjie Wu, Xiao-Dong Zhou. CO₂催化转化为高附加值燃料:现状、挑战及其未来方向[J]. 催化学报, 2016, 37(7): 999-1015.

Jingjie Wu, Xiao-Dong Zhou. Catalytic conversion of CO₂ to value added fuels: Current status, challenges, and future directions[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2016, 37(7): 999-1015.

×
扫码分享

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cjcatal.com/CN/10.1016/S1872-2067(16)62455-5

https://www.cjcatal.com/CN/Y2016/V37/I7/999

参考文献

[1] P. Friedlingstein, R. M. Andrew, J. Rogelj, G. P. Peters, J. G. Canadell, R. Knutti, G. Luderer, M. R. Raupach, M. Schaeffer, D. P. van Vuuren, C. Le Quere, Nat. Geosci., 2014, 7, 709-715.
[2] B. Metz, O.R. Davidson, P.R. Bosch, R. Dave, L.A. Meyer eds., Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2007.
[3] S. Bachu, Progr. Energy Combust. Sci., 2008, 34, 254-273.
[4] C. Song, Catal. Today, 2006, 115, 2-32.
[5] B. Hu, C. Guild, S. L. Suib, J. CO₂ Utilization, 2013, 1, 18-27.
[6] G. Centi, E. A. Quadrelli, S. Perathoner, Energy Environ. Sci., 2013, 6,1711-1731.
[7] H. Li, P. H. Opgenorth, D. G. Wernick, S. Rogers, T. Y. Wu, W. Higashide, P. Malati, Y. X. Huo, K. M. Cho, J. C. Liao, Science, 2012, 335, 1596.
[8] M. Q. Yang, Y. J. Xu, Nanoscale Horizons, 2016, 1, 185-200.
[9] L. Yuan, Y. J. Xu, Appl. Surf. Sci., 2015, 342, 154-167.
[10] Z. H. Duan, R. Sun, C. Zhu, I. M. Chou, Marine Chem., 2006, 98, 131-139.
[11] M. K. Nikoo, N. A. S. Amin, Fuel Processing Technol., 2011, 92, 678-691.
[12] D. T. Whipple, P. J. A. Kenis, J. Phys. Chem. Lett., 2010, 1, 3451-3458.
[13] Y. B. Vassiliev, V. S. Bagotsky, N. V. Osetrova, O. A. Khazova, N. A. Mayorova, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 1985, 189, 271-294.
[14] B. A. Rosen, A. Salehi-Khojin, M. R. Thorson, W. Zhu, D. T. Whipple, P. J. A. Kenis, R. I. Masel, Science, 2011, 334, 643-644.
[15] B. Metz, O. Davidson, H. de Coninck, M. Loos, L. Meyer, IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, Cambridge University Press, London, 2005, 195-276.
[16] R. S. Haszeldine, Science, 2009, 325, 1647-1652.
[17] L. Shi, G. H. Yang, K. Tao, Y. Yoneyama, Y. S. Tan, N. Tsubaki, Acc. Chem. Res., 2013, 46, 1838-1847.
[18] C. Crisafulli, S. Scirè, R. Maggiore, S. Minicò, S. Galvagno, Catal. Lett., 1999, 59, 21-26.
[19] J. Yoshihara, C. T. Campbell, J. Catal., 1996, 161, 776-782.
[20] J. Yoshihara, S. C. Parker, A. Schafer, C. T. Campbell, Catal. Lett., 1995, 31, 313-324.
[21] C. Song, Chem. Innovation, 2001, 31, 21-26.
[22] B. Kumar, M. Llorente, J. Froehlich, T. Dang, A. Sathrum, C. P. Kubiak, Ann. Rev. Phys. Chem., 2012, 63, 541-569.
[23] A. J. Morris, G. J. Meyer, E. Fujita, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 1983-1994.
[24] H. Takeda, O. Ishitani, Coord. Chem. Rev., 2010, 254, 346-354.
[25] B. Durham, J. V. Caspar, J. K. Nagle, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 4803-4810.
[26] C. A. Craig, L. O. Spreer, J. W. Otvos, M. Calvin, J. Phys. Chem., 1990, 94, 7957-7960.
[27] J. Grodkowski, P. Neta, E. Fujita, A. Mahammed, L. Simkhovich, Z. Gross, J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 4772-4778.
[28] J. Grodkowski, T. Dhanasekaran, P. Neta, P. Hambright, B. S. Brunschwig, K. Shinozaki, E. Fujita, J. Phys. Chem. A, 2000, 104, 11332-11339.
[29] J. Hawecker, J. M. Lehn, R. Ziessel, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1983, 536-538.
[30] J. F. Liu, B. Chuyu, J. Electroanal. Chem., 1992, 324, 191-200.
[31] B. Aurian-Blajeni, M. Halmann, J. Manassen, Solar Energy Mater., 1983, 8, 425-440.
[32] I. Taniguchi, B. Aurian-Blajeni, J. O. M. Bockris, Electrochim. Acta, 1984, 29, 923-932.
[33] K. Hirota, D. A. Tryk, T. Yamamoto, K. Hashimoto, M. Okawa, A. Fujishima, J. Phys. Chem. B, 1998, 102, 9834-9843.
[34] S. Kaneco, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, Chem. Eng. J., 2006, 116, 227-231.
[35] W. M. Sears, S. R. Morrison, J. Phys. Chem., 1985, 89, 3295-3298.
[36] R. Hinogami, T. Mori, S. Yae, Y. Nakato, Chem. Lett., 1994, 23, 1725-1728.
[37] R. Hinogami, Y. Nakamura, S. Yae, Y. Nakato, Appl. Surf. Sci., 1997, 121-122, 301-304.
[38] P. Usubharatana, D. McMartin, A. Veawab, P. Tontiwachwuthikul, Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 45, 2558-2568.
[39] T. Shimidzu, T. Iyoda, Y. Koide, J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 35-41.
[40] M. Anpo, S. Dohshi, M. Kitano, Y. Hu, M. Takeuchi, M. Matsuoka, Ann. Rev. Mater. Res., 2005, 35, 1-27.
[41] M. Kitano, M. Matsuoka, M. Ueshima, M. Anpo, Appl. Catal. A, 2007, 325, 1-14.
[42] J. P. Petit, P. Chartier, M. Beley, J. P. Deville, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 1989, 269, 267-281.
[43] M. Beley, J. P. Collin, J. P. Sauvage, J. P. Petit, P. Chartier, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 1986, 206, 333-339.
[44] E. E. Barton, D. M. Rampulla, A. B. Bocarsly, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 6342-6344.
[45] T. Arai, S. Sato, K. Uemura, T. Morikawa, T. Kajino, T. Motohiro, Chem. Commun., 2010, 46, 6944-6946.
[46] B. Aurian-Blajeni, I. Taniguchi, J. M. Bockris, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 1983, 149, 291-293.
[47] S. Ichikawa, R. Doi, Catal. Today, 1996, 27, 271-277.
[48] J. Liu, G. Z. Cao, Z. G. Yang, D. H. Wang, D. Dubois, X. D. Zhou, G. L. Graff, L. R. Pederson, J. G. Zhang, ChemSusChem, 2008, 1, 676-697.
[49] C. Cheung, U. Erb, G. Palumbo, Mater. Sci. Eng. A, 1994, 185, 39-43.
[50] Z. L. Zhan, L. Zhao, J. Power Sources, 2010, 195, 7250-7254.
[51] S. D. Ebbesen, M. Mogensen, J. Power Sources, 2009, 193, 349-358.
[52] S. H. Jensen, P.H. Larsen, M. Mogensen, Int. J. Hydrogen Energy, 2007, 32, 3253-3257.
[53] T. J. Huang, C. L. Chou, Electrochem. Commun., 2009, 11, 1464-1467.
[54] T. Kim, S. Moon, S. I. Hong, Appl. Catal. A, 2002, 224, 111-120.
[55] F. Bidrawn, G. Kim, G. Corre, J. T. S. Irvine, J. M. Vohs, R. J. Gorte, Electrochem. Solid-State Lett., 2008, 11, B167-B170.
[56] J. M. Saveant, Chem. Rev., 2008, 108, 2348-2378.
[57] F. Abba, G. De Santis, L. Fabbrizzi, M. Licchelli, A. M. Manotti Lanfredi, P. Pallavicini, A. Poggi, F. Ugozzoli, Inorg. Chem., 1994, 33, 1366-1375.
[58] J. M. Smieja, C. P. Kubiak, Inorg. Chem., 2010, 49, 9283-9289.
[59] M. Rakowski Dubois, D. L. Dubois, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 1974-1982.
[60] R. Angamuthu, P. Byers, M. Lutz, A.L. Spek, E. Bouwman, Science, 2010, 327, 313-315.
[61] C. Finn, S. Schnittger, L. J. Yellowlees, J. B. Love, Chem. Commun., 2012, 48, 1392-1399.
[62] E. Fujita, C. Creutz, N. Sutin, D. J. Szalda, J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 343-353.
[63] J. W. Raebiger, J. W. Turner, B. C. Noll, C. J. Curtis, A. Miedaner, B. Cox, D. L. DuBois, Organometallics, 2006, 25, 3345-3351.
[64] A. Miedaner, B. C. Noll, D. L. DuBois, Organometallics, 1997, 16, 5779-5791.
[65] D. Ooyama, T. Tomon, K. Tsuge, K. Tanaka, J. Organometal. Chem., 2001, 619, 299-304.
[66] R. J. Haines, R. E. Wittrig, C. P. Kubiak, Inorg. Chem., 1994, 33, 4723-4728.
[67] M. Beley, J. P. Collin, R. Ruppert, J. P. Sauvage, J. Am. Chem. Soc., 1986, 108, 7461-7467.
[68] M. Shionoya, E. Kimura, Y. Iitaka, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 9237-9245.
[69] I. S. Weitz, J. L. Sample, R. Ries, E. M. Spain, J. R. Heath, J. Phys. Chem. B, 2000, 104, 4288-4291.
[70] E. Barton Cole, P. S. Lakkaraju, D. M. Rampulla, A. J. Morris, E. Abelev, A. B. Bocarsly, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 11539-11551.
[71] G. Seshadri, C. Lin, A. B. Bocarsly, J. Electroanal. Chem., 1994, 372, 145-150.
[72] M. Jitaru, D. A. Lowy, M. Toma, B. C. Toma, L. Oniciu, J. Appl. Electrochem., 1997, 27, 875-889.
[73] A. Bandi, J. Schwarz, C. U. Maier, J. Electrochem. Soc., 1993, 140, 1006-1008.
[74] S. Ikeda, T. Takagi, K. Ito, Bull. Chem. Soc. Jpn., 1987, 60, 2517-2522.
[75] Y. Hori, H. Wakebe, T. Tsukamoto, O. Koga, Electrochim. Acta, 1994, 39, 1833-1839.
[76] R. P. S. Chaplin, A. A. Wragg, J. Appl. Electrochem., 2003, 33, 1107-1123.
[77] D. F. Gao, H. Zhou, J. Wang, S. Miao, F. Yang, G. X. Wang, J. G. Wang, X. H. Bao, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 4288-4291.
[78] F. Fischer, O. Prziza, Berichte Der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1914, 47, 256-260.
[79] R. Ehrenfeld, Berichte Der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1905, 38, 4138-4143.
[80] M. Gattrell, N. Gupta, A. Co, J. Electroanal. Chem., 2006, 594, 1-19.
[81] H. Noda, S. Ikeda, Y. Oda, K. Ito, Chem. Lett., 1989, 289-292.
[82] Y. Hori, A. Murata, R. Takahashi, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1989, 85, 2309-2326.
[83] J. L. Qiao, M. Y. Fan, Y. S. Fu, Z. Y. Bai, C. Y. Ma, Y. Y. Liu, X. D. Zhou, Electrochim. Acta, 2015, 153, 559-565.
[84] M. Y. Fan, Z. Y. Bai, Q. Zhang, C. Y. Ma, X. D. Zhou, J. L. Qiao, RSC Adv., 2014, 4, 44583-44591.
[85] W. Tang, A. A. Peterson, A. S. Varela, Z.P. Jovanov, L. Bech, W.J. Durand, S. Dahl, J.K. Norskov, I. Chorkendorff, Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 76-81.
[86] K. P. Kuhl, E. R. Cave, D. N. Abram, T. F. Jaramillo, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 7050-7059.
[87] Y. Hori, I. Takahashi, O. Koga, N. Hoshi, J. Phys. Chem. B, 2001, 106, 15-17.
[88] R. L. Cook, R. C. MacDuff, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1988, 135, 1320-1326.
[89] Y. Terunuma, A. Saitoh, Y. Momose, J. Electroanal. Chem., 1997, 434, 69-75.
[90] S. Ishimaru, R. Shiratsuchi, G. Nogami, J. Electrochem. Soc., 2000, 147, 1864-1867.
[91] G. Kyriacou, A. Anagnostopoulos, J. Electroanal. Chem., 1992, 322, 233-246.
[92] Y. H. Chen, C. W. Li, M. W. Kanan, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 19969-19972.
[93] D. W. DeWulf, T. Jin, A.J. Bard, J. Electrochem. Soc., 1989, 136, 1686-1691.
[94] S. Gao, Y. Lin, X. C. Jiao, Y. F. Sun, Q. Q. Luo, W. H. Zhang, D. Q. Li, J. L. Yang, Y. Xie, Nature, 2016, 529, 68-71.
[95] J. K. W. Frese, J. Electrochem. Soc., 1991, 138, 3338-3344.
[96] M. Le, M. Ren, Z. Zhang, P. T. Sprunger, R. L. Kurtz, J. C. Flake, J. Electrochem. Soc., 2011, 158, E45-E49.
[97] M. Watanabe, M. Shibata, A. Kato, M. Azuma, T. Sakata, J. ElectroChem. Soc., 1991, 138, 3382-3389.
[98] M. Watanabe, M. Shibata, A. Katoh, M. Azuma, T. Sakata, Denki Kagaku, 1991, 59, 508-516.
[99] M. Watanabe, M. Shibata, A. Katoh, T. Sakata, M. Azuma, J. Electroanal. Chem., 1991, 305, 319-328.
[100] A. Katoh, H. Uchida, M. Shibata, M. Watanabe, J. Electrochem. Soc., 1994, 141, 2054-2058.
[101] Y. Hori, H. Wakebe, T. Tsukamoto, O. Koga, Surf. Sci., 1995, 335, 258-263.
[102] I. Takahashi, O. Koga, N. Hoshi, Y. Hori, J.Electroanal.Chem., 2002, 533, 135-143.
[103] Y. Hori, I. Takahashi, O. Koga, N. Hoshi, J. Mol. Catal. A, 2003, 199, 39-47.
[104] R. Shiratsuchi, Y. Aikoh, G. Nogami, J. Electrochem. Soc., 1993, 140, 3479-3482.
[105] B. D. Smith, D.E. Irish, P. Kedzierzawski, J. Augustynski, J. Electrochem. Soc., 1997, 144, 4288-4296.
[106] Y. Hori, H. Konishi, T. Futamura, A. Murata, O. Koga, H. Sakurai, K. Oguma, Electrochim. Acta, 2005, 50, 5354-5369.
[107] P. Friebe, P. Bogdanoff, N. Alonso-Vante, H. Tributsch, J. Catal., 1997, 168, 374-385.
[108] G. Nogami, H. Itagaki, R. Shiratsuchi, J. Electrochem. Soc., 1994, 141, 1138-1142.
[109] J. Yano, S. Yamasaki, J. Appl. Electrochem., 2008, 38, 1721-1726.
[110] J. Yano, T. Morita, K. Shimano, Y. Nagami, S. Yamasaki, J. Solid-State Electrochem., 2007, 11, 554-557.
[111] B. Jermann, J. Augustynski, Electrochim. Acta, 1994, 39, 1891-1896.
[112] A. A. Peterson, F. Abild-Pedersen, F. Studt, J. Rossmeisl, J. K. Norskov, Energy Environ. Sci., 2010, 3, 1311-1315.
[113] A. A. Peterson, J. K. Nørskov, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 251-258.
[114] W. J. Durand, A. A. Peterson, F. Studt, F. Abild-Pedersen, J. K. Nørskov, Surf. Sci., 2011, 605,1354-1359.
[115] Y. Hori, K. Kikuchi, S. Suzuki, Chem. Lett., 1985, 1695-1698.
[116] K. Hara, A. Kudo, T. Sakata, J. Electroanal. Chem., 1995, 391, 141-147.
[117] S. Ikeda, T. Takagi, K. Ito, Bull. Chem. Soc. Jpn., 1987, 60, 2517-2522.
[118] R. Shiratsuchi, G. Nagami, J. Electrochem. Soc., 1996, 143, 582-586.
[119] C. E. Tornow, M. R. Thorson, S. Ma, A. A. Gewirth, P. J. A. Kenis, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 19520-19523.
[120] B. Innocent, D. Liaigre, D. Pasquier, F. Ropital, J. M. Leger, K. B. Kokoh, J. Appl. Electrochem., 2009, 39, 227-232.
[121] M. Azuma, K. Hashimoto, M. Hiramoto, M. Watanabe, T. Sakata, J. Electrochem. Soc., 1990, 137, 1772-1778.
[122] F. Koleli, T. Atilan, N. Palamut, A. M. Gizir, R. Aydin, C. H. Hamann, J. Appl. Electrochem., 2003, 33, 447-450.
[123] T. Mizuno, K. Ohta, A. Sasaki, T. Akai, M. Hirano, A. Kawabe, Energy Sources, 1995, 17, 503-508.
[124] S. Kaneco, R. Iwao, K. Iiba, K. Ohta, T. Mizuno, Energy, 1998, 23, 1107-1112.
[125] M. N. Mahmood, D. Masheder, C.J . Harty, J. Appl. Electrochem., 1987, 17, 1159-1170.
[126] J. J. Wu, P. P. Sharma, B. H. Harris, X. D. Zhou, J. Power Sources, 2014, 258, 189-194.
[127] J. J. Wu, F. G. Risalvato, S. G. Ma, X. D. Zhou, J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 1647-1651.
[128] J. J. Wu, F. G. Risalvato, P. P. Sharma, P. J. Pellechia, F. S. Ke, X. D. Zhou, J. Electrochem. Soc., 2013, 160, F953-F957.
[129] J. J. Wu, B. Harris, P. P. Sharma, X. D. Zhou, ECS Trans., 2013, 58, 71-80.
[130] J. J. Wu, F. G. Risalvato, F. S. Ke, P. J. Pellechia, X. D. Zhou, J. Electrochem. Soc., 2012, 159, F353-F359.
[131] C. Rice, S. Ha, R. I. Masel, P. Waszczuk, A. Wieckowski, T. Barnard, J. Power Sources, 2002, 111, 83-89.
[132] Y. M. Zhu, S. Y. Ha, R. I. Masel, J. Power Sources, 2004, 130, 8-14.
[133] C. V. Rao, C. R. Cabrera, Y. Ishikawa, J. Phys. Chem. C, 2011, 115, 21963-21970.
[134] N. V. Rees, R. G. Compton, J. Solid State Electrochem., 2011, 15, 2095-2100.
[135] T. T. Cheng, E. L. Gyenge, J. Electrochem. Soc., 2008, 155, B819-B828.
[136] K. L. Chu, M. A. Shannon, R. I. Masel, J. Electrochem. Soc., 2006, 153, A1562-A1567.
[137] R. P. S. Chaplin, A. A. Wragg, J. Appl. Electrochem., 2003, 33, 1107-1123.
[138] Y. H. Chen, M. W. Kanan, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 1986-1989.
[139] J. P. Popi?, M. L. Avramov-Ivi?, N. B. Vukovi?, J. Electroanal. Chem., 1997, 421, 105-110.
[140] K. W. Frese, S. Leach, J. Electrochem. Soc., 1985, 132, 259-260.
[141] N. Furuya, T. Yamazaki, M. Shibata, J. Electroanal. Chem., 1997, 431, 39-41.
[142] S. P. Chen, S. Q. Xia, S. G. Sun, Spectrosc. Spectr. Anal., 2000, 20, 610-611.
[143] S. G. Sun, Z. Y. Zhou, Phys. Chem. Chem. Phys., 2001, 3, 3277-3283.
[144] N. Hoshi, T. Suzuki, Y. Hori, J. Electroanal. Chem., 1996, 416, 61-65.
[145] K. Hara, A. Tsuneto, A. Kudo, T. Sakata, J. Electrochem. Soc., 1994, 141, 2097-2103.
[146] S. Kaneco, N. Hiei, Y. Xing, H. Katsumata, H. Ohnishi, T. Suzuki, K. Ohta, Electrochim. Acta, 2002, 48, 51-55.
[147] S. Kaneco, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, ACS Symp. Series, 2003, 852, 169-182.
[148] T. Mizuno, A. Naitoh, K. Ohta, J. Electroanal. Chem., 1995, 391, 199-201.
[149] Y. Y. Shao, G. P. Yin, Z. B. Wang, Y. Z. Gao, J. Power Sources, 2007, 167, 235-242.
[150] Y. Y. Shao, G. P. Yin, Y. Z. Gao, J. Power Sources, 2007, 171, 558-566.
[151] [151] Z. G. Lu, X. D. Zhou, J. Templeton, J. W. Stevenson, J. Electrochem. Soc., 2010, 157, B964-B969.
[152] J. J. Wu, F. J. Xia, M. Pan, X. D. Zhou, J. Electrochem. Soc., 2012, 159, B654-B660.
[153] X. D. Zhou, L. R. Pederson, J. W. Templeton, J. W. Stevenson, J. Electrochem. Soc., 2010, 157, B220-B227.
[154] X. D. Zhou, J. W. Templeton, J. W. Stevenson, ECS Trans., 2011, 35, 1985-1994.
[155] D. T. Whipple, E. C. Finke, P. J. A. Kenis, Electrochem. Solid-State Lett., 2010, 13, D109-D111.
[156] S. Kaneco, K. Iiba, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, J. Solid State Electrochem., 2007, 11, 490-495.
[157] A. Murata, Y. Hori, Bull. Chem. Soc. Japan, 1991, 64, 123-127.
[158] G. Z. Kyriacou, A. K. Anagnostopoulos, J. Appl. Electrochem., 1993, 23, 483-486.
[159] M. R. Thorson, K. I. Siil, P. J. A. Kenis, J. Electrochem. Soc., 2013, 160, F69-F74.
[160] E. Brunner, W. Hültenschmidt, G. Schlichthärle, J. Chem. Thermodyn., 1987, 19, 273-291.
[161] S. Kaneco, K. Iiba, N. Hiei, K. Ohta, T. Mizuno, T. Suzuki, Electrochim. Acta, 1999, 44, 4701-4706.
[162] S. Kaneco, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, Electrochim. Acta, 2006, 51, 3316-3321.
[163] A. Naitoh, K. Ohta, T. Mizuno, H. Yoshida, M. Sakai, H. Noda, Electrochim. Acta, 1993, 38, 2177-2179.
[164] T. Saeki, K. Hashimoto, A. Fujishima, N. Kimura, K. Omata, J. Phys. Chem., 1995, 99, 8440-8446.
[165] S. Kaneco, K. Iiba, M. Yabuuchi, N. Nishio, H. Ohnishi, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, Ind. Eng. Chem. Res., 2002, 41, 5165-5170.
[166] S. Kaneco, K. Iiba, H. Katsumata, T. Suzuki, K. Ohta, Electrochim. Acta, 2006, 51, 4880-4885.
[167] R. L. Cook, R. C. Macduff, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1990, 137, 187-189.
[168] R. L. Cook, R. C. Macduff, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1988, 135, 1470-1471.
[169] S. Komatsu, M. Tanaka, A. Okumura, A. Kungi, Electrochim. Acta, 1995, 40, 745-753.
[170] M. Maeda, Y. Kitaguchi, S. Ikeda, K. Ito, J. Electroanal. Chem., 1987, 238, 247-258.
[171] Y. Hori, H. Ito, K. Okano, K. Nagasu, S. Sato, Electrochim. Acta, 2003, 48, 2651-2657.
[172] D. W. Dewulf, A. J. Bard, Catal. Lett., 1988, 1, 73-79.
[173] N. Furuya, K. Matsui, S. Motoo, Denki Kagaku, 1988, 56, 980-984.
[174] R. L. Cook, R. C. Macduff, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1990, 137, 607-608.
[175] M. Schwartz, M. E. Vercauteren, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1994, 141, 3119-3127.
[176] H. Yano, F. Shirai, M. Nakayama, K. Ogura, J. Electroanal. Chem., 2002, 519, 93-100.
[177] H. Yano, T. Tanaka, M. Nakayama, K. Ogura, J. Electroanal. Chem., 2004, 565, 287-293.
[178] H. Yano, F. Shirai, M. Nakayama, K. Ogura, J. Electroanal. Chem., 2002, 533, 113-118.
[179] K. Hara, T. Sakata, J. Electrochem. Soc., 1997, 144, 539-545.
[180] K. Hara, A. Kudo, T. Sakata, M. Watanabe, J. Electrochem. Soc., 1995, 142, L57-L59.
[181] M. Schwartz, R. L. Cook, V. M. Kehoe, R. C. Macduff, J. Patel, A. F. Sammells, J. Electrochem. Soc., 1993, 140, 614-618.
[182] T. Yamamoto, D. A. Tryk, A. Fujishima, H. Ohata, Electrochim. Acta, 2002, 47, 3327-3334.
[183] C. Delacourt, P. L. Ridgway, J. B. Kerr, J. Newman, J. Electrochem. Soc., 2008, 155, B42-B49.
[184] H. Li, C. Oloman, J. Appl. Electrochem., 2005, 35, 955-965.
[185] H. Li, C. Oloman, J. Appl. Electrochem., 2006, 36, 1105-1115.
[186] H. Li, C. Oloman, J. Appl. Electrochem., 2007, 37, 1107-1117.
[187] E. J. Dufek, T. E. Lister, M. E. McIlwain, J. Electrochem. Soc., 2011, 158, B1384-B1390.
[188] E. J. Dufek, T. E. Lister, M. E. McIlwain, Electrochem. Solid-State Lett., 2012, 15, B48-B50.
[189] C. Delacourt, J. Newman, J. Electrochem. Soc., 2010, 157, B1911-B1926.
[190] A. S. Agarwal, Y. M. Zhai, D. Hill, N. Sridhar, ChemSusChem, 2011, 4, 1301-1310.
[191] E. J. Dufek, T. E. Lister, S. G. Stone, M. E. McIlwain, J. Electrochem. Soc., 2012, 159, F514-F517.
[192] B. A. Rosen, J.L. Haan, P. Mukherjee, B. Braunschweig, W. Zhu, A. Salehi-Khojin, D. D. Dlott, R. I. Masel, J. Phys. Chem. C, 2012, 116, 15307-15312.
[193] S. Wasmus, E. Cattaneo, W. Vielstich, Electrochim. Acta, 1990, 35, 771-775.
[194] S. Zhang, P. Kang, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 1734-1737.
[195] P. Friebe, P. Bogdanoff, N. Alonso-Vante, H. Tributsch, J. Catal., 1997, 168, 374-385.
[196] Z. F. Chen, P. Kang, M. T. Zhang, B. R. Stoner, T. J. Meyer, Energy Environ. Sci., 2013, 6, 813-817.
[197] D. Voiry, H. Yamaguchi, J. Li, R. Silva, D. C. B. Alves, T. Fujita, M. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, M. Chhowalla, Nat. Mater., 2013, 12, 850-855.
[198] P. Kedzierzawski, J. Augustynski, J. Electrochem. Soc., 1994, 141, L58-L60.
[199] F. Koleli, T. Atilan, N. Palamut, A. M. Gizir, R. Aydin, C. H. Hamann, J. Appl. Electrochem., 2003, 33, 447-450.
[200] J. J. Wu, M. J. Liu, P. P. Sharma, R. M. Yadav, L. L. Ma, Y. C. Yang, X. L. Zou, X. D. Zhou, R. Vajtai, B. I. Yakobson, J. Lou, P. M. Ajayan, Nano Lett., 2016, 16, 466-470.
[201] J. J. Wu, R. M. Yadav, M. J. Liu, P. P. Sharma, C. S. Tiwary, L. L. Ma, X. L. Zou, X. D. Zhou, B. I. Yakobson, J. Lou, P. M. Ajayan, ACS Nano, 2015, 9, 5364-5371.
[202] P. P. Sharma, J. J. Wu, R. M. Yadav, M. J. Liu, C. J. Wright, C. S. Tiwary, B. I. Yakobson, J. Lou, P. M. Ajayan, X. D. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 13701-13705.
[203] E. Antolini, L. Giorgi, A. Pozio, E. Passalacqua, J. Power Sources, 1999, 77, 136-142.
[204] H. R. Jhong, F. R. Brushett, P. J. A. Kenis, Adv. Energy Mater., 2013, 3, 589-599.
[205] H. Noda, S. Ikeda, Y. Oda, K. Imai, M. Maeda, K. Ito, Bull. Chem. Soc. Japan, 1990, 63, 2459-2462.
[206] K. Ohta, M. Kawamoto, T. Mizuno, D. A. Lowy, J. Appl. Electrochem., 1998, 28, 717-724.

CO₂催化转化为高附加值燃料:现状、挑战及其未来方向

Catalytic conversion of CO₂ to value added fuels: Current status, challenges, and future directions

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

扫码分享

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	王思恺, 闵祥婷, 乔波涛, 颜宁, 张涛. 单原子催化: 追寻催化领域的“圣杯”[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 1-13.
[2]	邹心仪, 顾均. 酸性条件下二氧化碳高效电还原策略[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 14-31.
[3]	肖汉至, 于博, 颜思顺, 章炜, 李茜茜, 鲍莹, 罗书平, 叶剑衡, 余达刚. 可见光催化二氧化碳参与非活化烯烃1,3-双羧基化反应[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 222-228.
[4]	周波, 石建巧, 姜一民, 肖磊, 逯宇轩, 董帆, 陈晨, 王特华, 王双印, 邹雨芹. 强化脱氢动力学实现超低电池电压和大电流密度下抗坏血酸电氧化[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 372-380.
[5]	李轩, 蒋兴星, 孔艳, 孙建桔, 胡琪, 柴晓燕, 杨恒攀, 何传新. GaN/In₂O₃的界面工程用于高效电催化CO₂还原制备甲酸[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 314-323.
[6]	欧阳玲, 梁杰, 罗永嵩, 郑冬冬, 孙圣钧, 刘倩, Mohamed S. Hamdy, 孙旭平, 应斌武. 电催化合成氨的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 50(7): 6-44.
[7]	李慧珍, 陈艳蕾, 牛青, 王小凤, 刘哲源, 毕进红, 于岩, 李留义. 具有定向电荷传递能力的晶态线型聚酰亚胺材料驱动光催化CO₂还原[J]. 催化学报, 2023, 49(6): 152-159.
[8]	李孜孜, 王嘉蔚, 黄衍钧, 欧阳钢锋. 钴(II)酞菁全氟化策略用于提升非贵金属体系中光催化还原CO₂性能[J]. 催化学报, 2023, 49(6): 160-167.
[9]	李静静, 张锋伟, 詹新雨, 郭河芳, 张涵, 昝文艳, 孙振宇, 张献明. 酞菁镍分子结构的精确设计: 优化电子和空间效应用于CO₂电还原[J]. 催化学报, 2023, 48(5): 117-126.
[10]	张文静, 李静, 魏子栋. 碳基氧还原电催化剂: 机理研究和多孔结构[J]. 催化学报, 2023, 48(5): 15-31.
[11]	杨焕焕, 李诗颖, 许群. 铜基催化剂电催化高效还原CO₂制备C₂₊产物的调控策略[J]. 催化学报, 2023, 48(5): 32-65.
[12]	危长城, 张雯娜, 杨阔, 柏秀, 徐舒涛, 李金哲, 刘中民. CO₂作为化学品原料的高效利用途径: 与烷烃耦合反应[J]. 催化学报, 2023, 47(4): 138-149.
[13]	詹麒尼, 帅婷玉, 徐慧民, 黄陈金, 张志杰, 李高仁. 单原子催化剂的合成及其在电化学能量转换中的应用[J]. 催化学报, 2023, 47(4): 32-66.
[14]	吴则星, 高玉肖, 王子璇, 肖卫平, 王新萍, 李彬, 李镇江, 刘晓斌, 马天翼, 王磊. 表面富集的超小铂纳米颗粒耦合缺陷磷化钴用于高效的电催化水分解和柔性锌空气电池[J]. 催化学报, 2023, 46(3): 36-47.
[15]	孔艳, 蒋兴星, 李轩, 孙建桔, 胡琪, 柴晓燕, 杨恒攀, 何传新. 超高质量活性的碳纳米纤维包覆铋纳米颗粒用于高效二氧化碳电还原制甲酸[J]. 催化学报, 2023, 45(2): 95-106.