二氧化碳电化学转化的最新进展

焦锋教授

美国特拉华大学化学与生物分子工程系

摘要：使用可再生电力对二氧化碳（CO2）进行电化学转化是一种可持续生产燃料和化学品的方法。铜（Cu）具有独特的催化碳-碳（C-C）键形成并且生成高价值的多碳（C2+）产物的能力。在过往研究中，通常使用高度碱性的电解质来提高C2+的选择性，但是在这种碱性环境中氢氧根离子与二氧化碳不可避免地在电极-电解质界面形成碳酸盐。这种碳酸盐会破坏气体扩散电极的工作，导致电解过程的稳定性降低。在最新的研究中，我们发现可以通过将二氧化碳电解拆解成为两步法来解决这一基本挑战。在此两步法过程中，首先将二氧化碳在中性条件下电化学还原为一氧化碳（CO），然后在碱性环境中进行CO电还原以生成C2+化学物质。我们的实验数据证明了这种方法可以有效地提高C2+的生成效率。另外，我们将介绍如何在同一个电解池中结合氧化和还原反应以取得更高效率合成醋酸。此外，我们最近通过结合CO2电还原反应和生物系统研发出了一个新的人工拟合的光合作用路径。利用该途径，我们成功的实现了CO2到醋酸的电催化转话，然后用醋酸作为碳源和能量载体来支持植物生长。对比通常的光合作用，我们的新路径可以大幅度的增加能量利用的效率，也为将来粮食生成提供了一个新的思路。

简介：Professor Feng Jiao received a BSc in Chemistry from Fudan University and a PhD degree in Chemistry from University of St Andrews. After receiving postdoctoral trainings at Lawrence Berkeley National Laboratory, Dr. Jiao joined the University of Delaware in 2010 and is now the Robert Grasselli Development Professor of Chemical and Biomolecular Engineering and the Director of Center for Catalytic Science & Technology. Prof. Jiao's group focuses primarily on nanostructured materials, electrocatalysis, and carbon dioxide utilization.

报告时间：2021年7月12日上午9:00

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