2022年11月30日，Nano Research Energy(https://www.sciopen.com/journal/2790-8119)青年编委,新加坡国立大学林彦玮教授发表题为“Reviewing the impact of halides on electrochemical CO₂ reduction”的最新综述。

电化学二氧化碳还原反应（CO₂RR）是利用间歇性可再生能源将二氧化碳转化为高附加值碳产品的一个高效途径。这一技术的产物有助于人类摆脱对液体燃料等碳基资源的依赖。然而，目前对催化剂活性和选择性、系统效率以及对反应途径的研究仍无法满足CO₂RR的实际应用。CO₂RR的主要挑战包括有限的催化剂活性和对所需产品的选择性。CO₂分子中稳定的化学键通常会导致反应动力学缓慢。为了推动CO₂转化为高附加值碳产品，CO₂RR技术必须克服CO₂活化的高能垒。此外，在相同电位下发生的其他副反应，如析氢反应(HER)，也会导致CO₂还原的选择性和效率显着降低。因此，开发具有高活性和选择性的电催化剂对于CO₂电还原技术的实际应用至关重要。

图：卤化物对电化学CO₂还原反应的作用。

针对以上问题，林彦玮教授团队对卤化物离子在CO₂RR过程中的作用和机理进行了全面回顾，以帮助更好地指导未来高效电催化剂的设计。在本综述中，该团队首先讨论了卤化物离子对电催化剂结构和形态的作用。其次，进一步阐述了卤离子与催化剂表面活性位点价态的关系。第三，总结了卤化物提高CO₂转化效率的机制，包括卤化物离子参与电子转移及其对反应途径的影响。最后，他们以总结和未来展望作为总结。林彦玮教授团队认为值得深入调查和研究的有三个领域。团队的第一个建议是设计模型系统以识别不同情况下的关键机制。他们的第二个建议是采用先进的原位表征和方法来测量催化剂表面和结构的变化，以更好地了解卤化物在此过程中的作用。第三个建议是探索新的卤化物基催化剂结构。例如，将卤素掺杂到碳基催化剂中，使用有机卤化物作为分子添加剂来提高电催化活性，可能成为极具前景的探索新途径。

相关论文信息：

Z. Zhao, J. Zhang, M. Lei, Y. Lum. Reviewing the impact of halides on electrochemical CO2 reduction. Nano Research Energy, 2022, https://doi.org/10.26599/NRE.2023.9120044.

DOI：10.26599/NRE.2023.9120044

Nano Research Energy 是Nano Research姊妹刊，(ISSN: 2791-0091; e-ISSN: 2790-8119; 官网: https://www.sciopen.com/journal/2790-8119)于2022年3月创刊，由清华大学曲良体教授和香港城市大学支春义教授共同担任主编。Nano Research Energy是一本国际化的多学科交叉，全英文开放获取期刊，聚焦纳米材料和纳米科学技术在新型能源相关领域的前沿研究与应用，对标国际顶级能源期刊，致力于发表高水平的原创性研究和综述类论文，已入选2022年度中国科技期刊卓越行动计划——高起点新刊项目。2023年之前免收APC费用，欢迎各位老师踊跃投稿。投稿请联系：NanoResearchEnergy@tup.tsinghua.edu.cn