更智能的电解:可持续能源和化学的配对反应

两个多世纪以来,化石燃料一直主导着全球能源和化学品生产,占消费量的 80% 以上,并导致二氧化碳排放量急剧上升。这种依赖导致了气候变化、能源不安全和环境退化。尽管可再生能源投资迅速增长,但传统化学工艺仍然是碳密集型且经济上缺乏灵活性。

来源:英国物理学家网首页
双值电合成路线图。图片来源:eScience (2025)。 DOI:10.1016/j.esci.2024.100333
电子科学

两个多世纪以来,化石燃料一直主导着全球能源和化学品生产,占消费量的 80% 以上,并导致二氧化碳排放量急剧上升。这种依赖导致了气候变化、能源不安全和环境退化。尽管可再生能源投资迅速增长,但传统化学工艺仍然是碳密集型且经济上缺乏灵活性。

由可再生能源驱动的电化学提供了一条有前途的途径:温和的操作条件、丰富的原料和可扩展的系统。然而,阳极析氧效率低限制了其潜力并增加了成本。由于这些问题,迫切需要开发集成电合成系统,以高效、增值的反应取代析氧反应(OER),以实现双重效益。

析氧反应

来自江苏大学、中国科学院、哈瑟尔特大学和麻省理工学院的研究团队在《eScience》上发表了一篇综合综述,研究了电合成如何从水电解发展到双附加值生产。该研究分析了催化剂、电解槽和反应机制,这些机制能够将替代氧化反应与二氧化碳、氮气和有机分子转化等还原过程耦合起来。通过强调进展和挑战,作者提供了先进电化学系统的路线图,同时产生清洁燃料和市场相关化学品。

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更多信息:Genxiang Wang 等人,电化学合成的进展:从水电解扩展到双附加值产品,eScience (2025)。 DOI:10.1016/j.esci.2024.100333

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