本网讯 近日，中南大学物理学院刘敏教授和傅俊伟副教授在国际顶级刊物《先进材料》（Advanced Materials）上发表了题为“流动型电解池中电催化CO2还原为C2+产物（Electrocatalytic CO2 Reduction to C2+ Products in Flow Cells）”的研究论文。中南大学为该项研究成果的第一完成单位，物理学院陈琴博士为论文第一作者，刘敏教授和傅俊伟副教授为共同通讯作者。

利用可再生电力将CO2电催化还原为增值燃料和化学品是解决全球能源短缺和碳排放问题的重要策略之一。虽然经典的H型电解池可以快速筛选高效的催化剂，但电流密度低、CO2传质过程有限等问题阻碍了其工业应用。基于电解质流动系统的电解池(流动型电解池)由于具有更高的电流密度、改善的局部CO2浓度和更好的传质效率，在工业应用上显示出巨大的潜力。流动型电解池的设计与优化对进一步加快电催化CO2还原反应(CO2RR)的产业化具有重要意义。论文就CO2还原为C2+产物的流动型电解池的研究进展进行综述，概述了CO2RR流动型电解池发展的主要事件，总结了CO2还原到C2+产品的主要设计原则、流动型电解池的结构和类型，详细介绍了优化流动型电解池生成C2+产品的主要策略，包括阴极、阳极、离子交换膜和电解质等，并讨论了面向C2+产物的工业用CO2RR流动型电解池的初步尝试、面临的挑战和研究前景。

CO2还原反应流动型电解池的发展时间表

论文还介绍了CO2还原电解槽的发展历程，表明研究电解液流动系统的CO2还原电解池具有重大意义，根据目前的研究成果着重分析了流动型电解池的内部组成结构和作用，流动池的类型和优点；根据流动型电解池的组成结构，分别总结了目前优化流动池结构提升Cu基催化剂CO2还原产C2+产物的性能的策略，包括催化剂层的设计，GDLs的设计，阳极替代反应的综合应用，离子交换膜的选择与优化，电解液类型以及阴阳离子的作用，以及CO2还原实现工业化应用的初步尝试；通过研究CO2还原流动型电解池的组成结构以及优化策略是未来进一步推动CO2还原实现工业化应用的关键因素。然而，低成本、高效率的流动池中CO2还原为高附加值产品仍然是一个巨大的挑战，未来仍有许多方向值得进一步被研究。

以上研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖南省杰出青年基金、湖南省重点研发项目、粉末冶金国家重点实验室以及中南大学高性能计算公共平台的支持。

（一审：于涛 二审：邓皓迪 三审：李殷）