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电化学反应性捕集CO_2研究进展与挑战

收稿日期：2023-11-23 修回日期：2023-12-10 接受日期：2024-06-12

DOI:10.20078/j.eep.20231207

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    摘要：CO_2捕集是控制温室气体排放的关键技术之一,电化学CO_2还原是关闭人工碳循环的有效途径,但CO_2捕集和电化学CO_2还原过程均为能源密集型过程。过去的研究将两者视为相互独立的技术和科学领域进行发展。通过直接电解捕集介质(如胺基富液和碳... 展开+
    摘要：

    CO_2捕集是控制温室气体排放的关键技术之一,电化学CO_2还原是关闭人工碳循环的有效途径,但CO_2捕集和电化学CO_2还原过程均为能源密集型过程。过去的研究将两者视为相互独立的技术和科学领域进行发展。通过直接电解捕集介质(如胺基富液和碳酸氢盐),将上游的碳捕集和下游的电化学还原过程进行集成耦合,可以避免高能耗的捕获介质再生和CO_2释放环节,避免CO_2的运输和存储操作,降低整体工艺的运行成本,提升整个碳循环的能量效率和经济效益,为节约能源和经济高效地捕集利用CO_2提供了一个潜在的解决方案。总结了目前电化学反应性捕集CO_2的研究进展,论述了在电极和电解质方面取得的成果,讨论了影响集成电解效率的限制因素,并分析了各类因素的潜在影响机制和可能的反应路径。最后,强调了直接电化学还原捕集介质领域的主要挑战和机遇,并对未来耦合碳捕集与电化学利用过程的发展进行展望。

    收起-

    作者：

    • 武中志
    • 刘静怡
    • 王茹洁*
    • 汪黎东*

    作者简介

    作者简介：武中志(1999—),男,山东聊城人,硕士研究生,主要研究方向为电化学反应性捕集CO_2。E-mail:15069115569@163.com
    通讯作者：王茹洁(1983—),女,河北石家庄人,副教授,主要研究方向为环境工程及新能源。E-mail:rujiewang@gmail.com
    汪黎东(1978—),男,新疆石河子人,教授,主要研究方向为大气污染控制。E-mail:wld@ncepu.edu.cn

    单位

    • 华北电力大学 环境科学与工程系 河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室

    关键字

    • CO2捕集
    • 电化学还原
    • 捕集介质
    • 电化学反应性捕集CO2
    • 电解效率
    • CO2捕集与利用集成

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(52325004,22178096);河北省自然科学基金资助项目(B2021502009);中央高校基本科研业务费经费资助项目(2023MS143)

    引用格式

    武中志, 刘静怡, 王茹洁, 等. 电化学反应性捕集CO_2研究进展与挑战[J]. 能源环境保护, 2024, 38(3): 1-12.

    WU Zhongzhi, LIU Jingyi, WANG Rujie, et al. Advances and challenges in electrocatalysis for reactive capture of CO_2[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(3): 1-12.

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