反应性碳捕集与电催化转化集成技术研究进展
Research Progress on Integrated Technology for Reactive Carbon Capture and Electrocatalytic Conversion
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摘要: 温室气体二氧化碳(CO2)的捕集与利用(CCU)对实现“双碳”目标及推动人类社会可持续发展具有重要意义。然而,传统CCU过程涵盖CO2捕集、再生、纯化、压缩、运输与转化等多个环节,工艺流程复杂且能耗较高。反应性碳捕集可将CO2捕集与转化过程高度耦合,即直接将捕集的CO2原位催化转化为燃料或化学品等高附加值产品。该技术不仅可有效避免CO2再生、纯化、压缩等高耗能步骤,而且能够实现CO2高效资源化,具有巨大的工业应用潜力。在诸多CO2转化方法中,电催化CO2还原具有可持续、精准可控、绿色低碳等特点。将其与CO2溶剂吸收捕集过程耦合,即形成反应性碳捕集与电催化转化一体化集成(RCCEI)技术。该技术可将捕集后介质(如KHCO3溶液)作为电解液直接输送至电解槽,并通过电化学催化进行转化。本综述系统分析了RCCEI技术的各关键组成部分,对RCCEI技术本质进行了分析和讨论,并以近五年来RCCEI的最新进展为主要研究对象,研究了其发展趋势,提出了其当前面临的挑战和未来发展方向。本文旨在梳理RCCEI的研究进展,为CCU提供可行的技术参考,以促进其深入研究与应用。Abstract: The capture and utilization (CCU) of the greenhouse gas carbon dioxide (CO?) is of great significance for achieving the “dual carbon” goals and promoting the sustainable development of human society. However, traditional CCU processes involve multiple stages, including CO? capture, recovery, purification, compression, transportation, and conversion, resulting in complex workflows and high energy consumption.
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