אין ליכט פון ינווייראַנמענאַל קאַנסערנז און ענערגיע יבערגאַנג, עלעקטראָטשעמיקאַל CO2 רעדוקציע (ECR) צו ווערט-צוגעלייגט מולטיקאַרבאָן (C2+) פיואַלז און קעמיקאַלז, ניצן רינואַבאַל עלעקטרע, גיט אַן עלעגאַנט לאַנג-טערמין לייזונג צו פאַרמאַכן די טשאַד ציקל מיט צוגעלייגט עקאָנאָמיש בענעפיץ אויך.אָבער, עלעקטראָקאַטאַליטיק C─C קאַפּלינג אין ייקוויאַס עלעקטראָליטעס איז נאָך אַן אָפֿן אַרויסרופן רעכט צו נידעריק סעלעקטיוויטי, טעטיקייט און פעסטקייַט.די פּלאַן פון קאַטאַליסץ און רעאַקטאָרס איז דער שליסל צו אַדרעסינג די טשאַלאַנדזשיז.מיר סאַמערייז די לעצטע פּראָגרעס אין ווי צו דערגרייכן עפעקטיוו C─C קאַפּלינג דורך ECR, מיט טראָפּ אויף סטראַטעגיעס אין עלעקטראָקאַטאַליסץ און עלעקטראָקאַטאַליטיק ילעקטראָוד / רעאַקטאָר פּלאַן, און זייער קאָראַספּאַנדינג מעקאַניזאַמז.אין אַדישאַן, קראַנט באַטאַלנעקס און צוקונפֿט אַפּערטונאַטיז פֿאַר C2+ פּראָדוקט דור איז דיסקאַסט.מיר צילן צו צושטעלן אַ דיטיילד רעצענזיע פון ​​די מאָדערן C─C קאַפּלינג סטראַטעגיעס צו די קהל פֿאַר ווייַטער אַנטוויקלונג און ינספּיראַציע אין ביידע פונדאַמענטאַל פארשטאנד און טעקנאַלאַדזשיקאַל אַפּלאַקיישאַנז.

די יבעריק מעלדונג פון טשאַד דייאַקסייד (CO2) אין אַטמאָספער האט טריגערד ערנסט ינווייראַנמענאַל קאַנסאַקווענסאַז און אויך גיט אַ דרינגלעך און פּאַטענטשאַלי יריווערסאַבאַל סאַקאָנע צו מענטשלעך סאַסייאַטיז (1, 2).ווי די אַטמאַספעריק CO2 קאַנסאַנטריישאַן איז שטארק געוואקסן פון 270 פּפּם (טיילן פּער מיליאָן) אין די פרי 1800 ס צו 401.3 פּיפּיעם אין יולי 2015, אַ ווערלדווייד קאָנסענסוס אויף ריסייקלינג די טשאַד שפּור ימיטיד דורך מענטשלעך אַקטיוויטעטן איז ריטשט (3, 4).צו פאַרשטיין די נאָענט שלייף פֿאַר טשאַד שפּור, איינער פּאָטענציעל צוגאַנג איז צו יבעררוק די אָפענגיקייַט פון קראַנט ענערגיע און כעמישער ינדאַסטריז אַוועק פון פאַסאַל פיואַלז אין רינואַבאַל קוואלן אַזאַ ווי זונ - און ווינט (5-8).אָבער, דער בראָכצאָל פון ענערגיע פון ​​די רינואַבאַל קוואלן איז בלויז לימיטעד צו 30% רעכט צו זייער ינטערמיטאַנט נאַטור, סייַדן אַפּראָוטשיז פֿאַר גרויס-וואָג ענערגיע סטאָרידזש ווערן בנימצא (9).דעריבער, ווי אַן אָלטערנאַטיוו, כאַפּן פון CO2 פון פונט קוואלן אַזאַ ווי מאַכט געוויקסן, נאכגעגאנגען דורך קאַנווערזשאַן אין כעמיש פידז און פיואַלז, איז מער פּראַקטאַקלי ווייאַבאַל (9-12).עלעקטראָקאַטאַליטיק CO2 רעדוקציע (ECR) ניצן רינואַבאַל עלעקטרע רעפּראַזענץ אַן עלעגאַנט לאַנג-טערמין לייזונג רעכט צו דער מילד אָפּעראַציע טנאָים פארלאנגט פֿאַר די קאַנווערזשאַנז, אין וואָס ווערט-צוגעלייגט פּראָדוקטן קען זיין סאַלעקטיוולי געשאפן (13).ווי סכעמאַטיש ילאַסטרייטיד אין פיגורע 1, אין דעם פּראָצעס, די עלעקטראָטשעמיקאַל עלעקטראָליזער קאַנווערץ קאָ2 און וואַסער אין קעמיקאַלז און פיואַלז Powered דורך רינואַבאַל עלעקטרע.די ריזאַלטינג ברענוואַרג איז טויגעוודיק פון לאַנג-טערמין סטאָרידזש און קענען אויך זיין פונאנדערגעטיילט אָדער קאַנסומד, געבן אַוועק CO2 ווי די הויפּט וויסט, וואָס וועט זיין קאַפּטשערד און פיטער צוריק צו די רעאַקטאָר צו פאַרמאַכן די שלייף.דערצו, די ריזאַלטינג כעמישער פידז מיט קליין מאַלאַקיול [למשל טשאַד מאַנאַקסייד (CO) און פאָרמאַטע] פֿון ECR קענען זיין געוויינט ווי רוי מאַטעריאַלס פֿאַר מער קאָמפּליצירט כעמישער סינטעז.

ברענוואַרג און קעמיקאַלז קען זיין אַטשיווד פֿון ECR מיט פארמאכט טשאַד ציקל פּאַוערד דורך רינואַבאַל ענערגיע קוואלן אַזאַ ווי זונ, ווינט און כיידראָו.צעל ינזשעניעריע און קאַטאַליסט ינזשעניעריע שפּילן שליסל ראָלעס צו העכערן די סעלעקטיוויטי, טעטיקייט און עפעקטיווקייַט פֿאַר CO2 קאַנווערזשאַן אין ווערט-צוגעלייגט C2+ פּראָדוקטן מיט הויך ענערגיע געדיכטקייַט.

אָבער, CO2 איז אַ גאַנץ סטאַביל לינעאַר מאַלאַקיול מיט אַ שטאַרק C═אָ בונד (750 kJ mol-1) (14), וואָס מאכט עס שווער פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל קאַנווערזשאַן.אזוי, עס ריקווייערז אַ הויך אַקטאַוויישאַן שלאַבאַן, וואָס, אין קער, פירט צו באַטייטיק אָוווערפּאַטענטיאַלס (15).דערצו, ECR אין אַ ייקוויאַס עלעקטראָליטע ינוואַלווז מאַלטי-עלעקטראָן / פּראָטאָן אַריבערפירן פּראַסעסאַז צוזאַמען מיט אַ נומער פון פאַרשידענע מעגלעך אָפּרוף ינטערמידיאַץ און פּראָדוקטן (16-18), וואָס מאכט עס העכסט קאָמפּליצירט.טיש 1 סאַמערייזיז די האַלב עלעקטראָטשעמיקאַל טהערמאָדינאַמיק ריאַקשאַנז פון די הויפּט ECR פּראָדוקטן, אַרייַנגערעכנט CO, מעטיין (CH4), מעטאַנאָל (CH3OH), פאָרמיק זויער (HCOOH), עטאַלין (C2H4), עטאַנאָל (CH3CH2OH), און אַזוי אויף, צוזאַמען מיט זייער קאָראַספּאַנדינג נאָרמאַל רעדאָקס פּאָטענציעלז (19).אין אַלגעמיין, בעשאַס אַן ECR פּראָצעס, CO2 מאַלאַקיולז ערשטער אַנדערגאָו אַדסאָרפּטיאָן און ינטעראַקשאַן מיט אַטאָמס אויף די קאַטאַליסט ייבערפלאַך צו פאָרעם *CO2−, נאכגעגאנגען דורך פאַרשידן סטעפּוויסע אַריבערפירן פון פּראָטאָנס און / אָדער עלעקטראָנס צו פאַרשידענע לעצט פּראָדוקטן.פֿאַר בייַשפּיל, טש 4 איז געגלויבט צו פאָרעם דורך די פאלגענדע פּאַטווייז: CO2 → *COOH → *CO → *CHO → *CH2O → *CH3O → CH4 + *O → CH4 + *OH → CH4 + H2O (20).

פיגור 2 אַ סאַמערייזיז די פאַראַדאַיק עפעקטיווקייַט (פע) אונטער פאַרשידענע פּראָדוקציע רייץ (קראַנט געדיכטקייַט) פֿאַר די רעפּאָרטעד ECR עלעקטראָקאַטאַליסץ, וואָס רעפּראַזענץ די פּראָדוקט סעלעקטיוויטי פון דער אָפּרוף (21-43).נאָוטאַבלי, בשעת די מאָדערן עלעקטראָקאַטאַליסץ קענען יבערמאַכן CO2 אין C1 פּראָדוקטן (CO אָדער פֿאָרמאַט) מיט איבער 95% פע אונטער הויך פּראָדוקציע קורס (>20 מאַ סענטימעטער-2 פֿאַר ה-טיפּ צעל און> 100 מאַ סענטימעטער - 2 פֿאַר לויפן צעל) (9, 21, 22, 25, 28, 44, 45), די העכסט סעלעקטיוו (> 90%) און עפעקטיוו פּראָדוקציע פון ​​מער בנימצא מולטיקאַרבאָן (C2 +) קעמיקאַלז איז נישט איינגעזען ביז איצט.דאָס איז רעכט צו דעם פאַקט אַז קאַפּלינג צו C2 + פּראָדוקטן ריקווייערז אָנקומען און אַדסאָרפּטיאָן פון עטלעכע CO2 מאַלאַקיולז צו די ייבערפלאַך, סטעפּוויסע טראַנספאָרמאַציע און ספּיישאַל פּאַזישאַנינג (13).צו זיין ספּעציפיש, ווי געוויזן אין Fig.אין אַלגעמיין, C2H6 און CH3COO- טיילן די זעלבע *CH2 ינטערמידייט, וואָס איז דזשענערייטאַד פֿון די פּראָטאָן-קאַפּט עלעקטראָן אַריבערפירן סטעפּס פון *CO.ווייַטער פּראָטאַניישאַן פון *CH2 גיט *CH3 ינטערמידייט, וואָס פירט צו די פאָרמירונג פון C2H6 דורך *CH3 דימעריזיישאַן.ניט ענלעך C2H6 דור, CH3COO- איז געשאפן דורך CO ינסערשאַן אין *CH2.די * CO דימעריזאַטיאָן איז די קורס-דיטערמאַנינג שריט פֿאַר C2H4, CH3CH2OH און N-פּראָפּאַנאָל (n-C3H7OH) פאָרמירונג.נאָך אַ סעריע פון ​​עלעקטראָן אַריבערפירן און פּראָטאַניישאַן סטעפּס, די *CO─CO דימער פארמען די *CH2CHO ינטערמידייט, וואָס דינט ווי די סעלעקטיוויטי-דיטערמאַנינג שריט פֿאַר C2H4 און C2H5OH.אין אַדישאַן, עס איז געפונען אַז רידוסינג *CH2CHO צו C2H4 האט אַ נידעריקער ענערגיע שלאַבאַן ווי טראַנספאָרמינג *CH3CHO צו C2H5OH (46), וואָס קען דערקלערן די העכער FE פֿאַר C2H4 איבער C2H5OH אויף רובֿ קופּער קאַטאַליסץ.דערצו, סטייבאַלייזד C2 ינטערמידיאַץ קען אַריבערפירן צו n-C3H7OH דורך CO ינסערשאַן.די קאָמפּלעקס און אַנקאַנטראָולאַבאַל אָפּרוף פּאַטווייז בעשאַס C2+ כעמישער פאָרמירונג זענען דער הויפּט רעכט צו פילע מער פּערמיוטיישאַנז צו די פּראָטאַניישאַן זייטלעך, צוזאמען מיט די מעגלעך ינוואַלוומאַנט פון ניט-עלעקטראָטשעמיקאַל שריט (19, 47).ווי אַזאַ, די פּלאַן פון העכסט סעלעקטיוו עלעקטראָקאַטאַליסץ איז אַ פּרירעקוואַזאַט פֿאַר ספּעציפיש C2 + פּראָדוקט פאָרמירונג מיט הויך טראָגן.אין דעם רעצענזיע, מיר צילן צו הויכפּונקט די לעצטע פּראָגרעס אויף סטראַטעגיעס אין עלעקטראָקאַטאַליסט פּלאַן פֿאַר סעלעקטיוו C2+ פּראָדוקט דור דורך ECR.מיר אויך צושטעלן אַ קיצער פון די פארשטאנד פון פֿאַרבונדענע מעקאַניזאַמז.עלעקטראָדע און רעאַקטאָר פּלאַן וועט אויך זיין אונטערגעשטראכן צו ווייַזן ווי צו דערגרייכן עפעקטיוו, סטאַביל און גרויס-וואָג אָפּעראַציע פון ​​ECR.דערצו, מיר וועלן דיסקוטירן די רוען טשאַלאַנדזשיז און צוקונפֿט אַפּערטונאַטיז פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל קאַנווערזשאַן פון CO2 אין ווערט-צוגעלייגט C2 + קעמיקאַלז.

(א) די פע אונטער פאַרשידענע פּראָדוקציע רייץ (קראַנט געדיכטקייַט) פֿאַר די רעפּאָרטעד עקר עלעקטראָקאַטאַליסץ (21-43, 130).(ב) רובֿ מעגלעך C2+ פּאַטווייז בעשאַס ECR.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (47).

עלעקטראָקאַטאַליטיק טראַנספאָרמאַציע פון ​​CO2 אין כעמיש פיואַלז און פידז איז אַ פּאָטענציעל טעכנאָלאָגיע צו דערגרייכן אַ טשאַד-נייטראַל ענערגיע ציקל (11).אָבער, די FE פון C2+ פּראָדוקטן איז נאָך ווייַט פון פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן, ווו די מאָדערן קאַטאַליסץ לאָזן פּראָדוקציע פון ​​​​C2 פּראָדוקטן מיט אַרום 60% פע (13, 33), בשעת די C3 פּראָדוקציע איז לימיטעד צו ווייניקער ווי 10% פע (48, 49).רעדוקטיווע קאַפּלינג פון CO2 צו C2+ פּראָדוקטן ריקווייערז כעטעראַדזשיניאַס קאַטאַליסץ מיט העכסט קאָואָרדאַנייטיד מאָרפאַלאַדזשיקאַל און עלעקטראָניש פּראָפּערטיעס (50, 51).די קאַטאַליטיק ייבערפלאַך דאַרף צו ברעכן די סקיילינג באַציונגען צווישן די ינטערמידיאַץ (47, 52, 53).דערצו, צו דערגרייכן C─C בונד פאָרמירונג, די אַבזאָרבד אָפּרוף ינטערמידיאַץ אויף די קאַטאַליסט ייבערפלאַך מוזן זיין אין נאָענט פּראַקסימאַטי צו איינער דעם אנדערן.דערצו, די פּאַטוויי פון די טכילעס אַדסאָרבעד ינטערמידייט צו אַ ספּעציפיש C2+ פּראָדוקט דאַרף זיין געזונט קאַנטראָולד ווייַל פון די קייפל פּראָטאָן-אַססיסטעד עלעקטראָן אַריבערפירן סטעפּס.קאָנסידערינג די הויך קאַמפּלעקסיטי פון CO2 רעדוקציע צו C2 + פּראָדוקטן, עלעקטראָקאַטאַליסץ זאָל זיין קערפאַלי טיילערד צו פאַרגרעסערן די סעלעקטיוויטי.לויט די ינטערמידייט מינים און כעמיש קאַמפּאַזישאַנז, מיר קאַטאַגערייז C2+ פּראָדוקטן אין מולטיקאַרבאַן כיידראָוקאַרבאַנז און אָקסיגענאַטעס (4, 54).צו צוגאַנג העכסט עפעקטיוו עלעקטראָקאַטאַליסץ פֿאַר ספּעציפיש C2+ מאַלאַקיולז פּראָדוקציע, עטלעכע קאַטאַליסט פּלאַן סטראַטעגיעס, אַזאַ ווי העטעראָאַטאָם דאָפּינג, קריסטאַל פאַסעט רעגולירן, צומיש / דיאַללויינג, אַקסאַדיישאַן שטאַט טונינג, און ייבערפלאַך ליגאַנד קאָנטראָל, האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד (35, 41, 55-61) .אָפּטימאַל פּלאַן זאָל ראַשאַנאַלי באַטראַכטן די אַפאָרמענשאַנד יפעקץ און מאַקסאַמייז די בענעפיץ.אַנדערש, פֿאַרשטיין וואָס אַקטיוו-פּלאַץ מאָוטיפס פירן צו אַזאַ אַ יינציק קאַטאַליטיק נאַטור קען ווייַטער שייַנען אַ ליכט אויף גענוי קאַטאַליסט פּלאַן פֿאַר C─C קאַפּלינג.דערפאר, ווי צו פּלאַן ECR קאַטאַליסט צו ספּעציפיש פּראָדוקטן (מולטיקאַרבאָן כיידראָוקאַרבאַנז און אָקסיגענאַטעס) און די פֿאַרבונדענע מעקאַניזאַם וועט זיין דיסקאַסט אין דעם טייל.

C2+ כיידראָוקאַרבאַנז, אַזאַ ווי C2H4, זענען נעקסוס קעמיקאַלז פֿאַר אַ פאַרשיידנקייַט פון כעמיש ינדאַסטריז, אַזאַ ווי פּאַליעטאַלין פּראָדוקציע (62, 63).חוץ, עס קען זיין גלייך געניצט ווי די ברענוואַרג פֿאַר וועלדינג אָדער אַ געמישט קאָמפּאָנענט אין נאַטירלעך גאַז (12).כיידראַדזשאַניישאַן פון CO (Fischer-Tropsch סינטעז) און CO2 איז געניצט צו פּראָדוצירן C2 + כיידראָוקאַרבאַנז פֿאַר אַ לאַנג צייַט אין ינדאַסטריאַל וואָג אָבער טשאַלאַדזשד דורך הויך ענערגיע קאַנסאַמשאַן און ינווייראַנמענאַל פּראַל (64).אין שטרענג קאַנטראַסט, עלעקטראָטשעמיקאַל CO2 רעדוקציע ניצן רינואַבאַל ענערגיע גיט אַ קלינער און מער סאַסטיינאַבאַל מאַרשרוט.גרויס מי איז געמאכט צו אַנטוויקלען עפעקטיוו עלעקטראָקאַטאַליסץ צו C2+ כיידראָוקאַרבאַנז (32, 33, 65-70).

בימעטאַלליק עלעקטראָקאַטאַליסץ האָבן שוין וויידלי ינוועסטאַגייטאַד צו ברעכן די סקיילינג שייכות בעשאַס עלעקטראָטשעמיקאַל קאָ 2 קאַנווערזשאַן, וואָס קענען סטייבאַלייז די שליסל ינטערמידייט און נידעריקער די אָוווערפּאָטענטיאַל און, דעריבער, פאַרגרעסערן די סעלעקטיוויטי (71-74).בשעת אַ סעריע פון ​​צומיש מאַטעריאַלס אַרייַנגערעכנט Au-Cu, Ag-Cu, Au-Pd און Cu-Pt האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד פֿאַר הויך עפעקטיווקייַט C1 פּראָדוקציע דורך סטייבאַלייזינג די קריטיש ינטערמידייט (73, 75), די צומיש ווירקונג צו C2+ כיידראָוקאַרבאַן פאָרמירונג סימז. צו זיין מער קאָמפּליצירט (76).פֿאַר בייַשפּיל, אין די Cu-Ag בימעטאַלליק סיסטעם, די פּראָדוקט פאַרשפּרייטונג קענען זיין לייכט קאַנטראָולד דורך טונינג די ייבערפלאַך אַטאָמישע פאַרהעלטעניש פון Ag און Cu (77).די ייבערפלאַך קו-רייַך מוסטער איז בילכער פֿאַר כיידראָוקאַרבאַן פּראָדוקציע, בשעת די פּראָדוקטן פון די ייבערפלאַך אַג-רייַך איינער זענען דאַמאַנייטאַד דורך CO, כיילייטינג די וויכטיקייט פון אַטאָמישע פאַרהעלטעניש פֿאַר אַלויד ECR עלעקטראָקאַטאַליסץ.די דזשיאַמעטריק ווירקונג געפֿירט דורך די היגע אַטאָמישע אָרדענונג קענען באטייטיק ווירקן די ביינדינג שטאַרקייַט פון די ינטערמידיאַץ.געווירט און מיטאַרבעטער (36) האָבן געוויזן אַז קו-אַג אַלויז פון אַדאַטיוו קאַנטראָולד ילעקטראָודיפּאַזישאַן יגזיבאַטאַד ~ 60% פע פֿאַר C2H4 אין אַן אַלקאַליין לויפן עלעקטראָליזער (פיגורע 3, א און ב).אין דעם פאַל, אָפּטימיזעד C2H4 סעלעקטיוויטי קענען זיין אַטשיווד דורך מאָרפאָלאָגי און אַג-לאָודינג טונינג.די אַג זייטלעך זענען געגלויבט צו שפּילן די ראָלע פון ​​אַ פּראָמאָטער פֿאַר CO פאָרמירונג בעשאַס ECR.דערנאָך, די אָפּטימאַל אַוויילאַבילאַטי פון די CO ינטערמידייט קען העלפֿן די C─C קאַפּלינג אין די ארומיקע Cu.חוץ, אַג קענען אויך העכערן די פאָרמירונג פון קו2אָ בעשאַס די קו-אַג קאַטאַליסט סינטעז (Fig. 3C), ריזאַלטינג אין ענכאַנסט ק2ה4 פּראָדוקציע עפעקטיווקייַט.די סינערדזשי אָפּענס נייַע פּאַסאַבילאַטיז פֿאַר דעוועלאָפּינג C─C קאַפּלינג קאַטאַליסץ.דערצו, די מיקסינג מוסטער פון פאַרשידענע מעטאַלס ​​אין די צומיש סיסטעם קען אויך באַשטימען די פאַרשפּרייטונג פון ECR פּראָדוקטן.ניצן Pd-Cu צומיש ווי אַ ביישפּיל (Fig. 3D), Kenis און קאָו-טוערס (71) דעמאַנסטרייטיד אַז אַ פאַסע-צעשיידן Pd-Cu קאַטאַליסט קענען פאָרשלאָגן די העכסטן סעלעקטיוויטי (~ 50%) פֿאַר C2H4 קאַמפּערד מיט זיין אָרדערד און דיסאָרדערד. קאַונערפּאַרץ.לויט די ד-באַנד טעאָריע, טיפּיקלי, יבערגאַנג מעטאַל מיט אַ נידעריקער ד-באַנד צענטער ווייזט אַ שוואַך ביינדינג פון די ינ סיטו דזשענערייטאַד ינטערמידיאַץ אויף די מעטאַל סערפאַסיז (78).בשעת פאַסע-געשיידט Pd-Cu צומיש יגזיבאַטאַד ענלעך קאַטאַליטיק סעלעקטיוויטי און טעטיקייט פֿאַר CO מיט Cu נאַנאָפּאַרטיקלעס (NPs), עס געפֿינט גאָר פאַרשידענע ביינדינג שטאַרקייַט צו ינטערמידיאַץ דורך Pd טונינג.ווי געוויזן אין Fig. 3E, פאַסע-צעשיידן קו-פּד צומיש געוויזן די לאָואַסט-ליגנעריש ד-באַנד צענטער, כוועראַז אַז פון קו נפּ איז די העכסטן.עס סאַגדזשעסץ אַז די פאַסע-צעשיידן Cu-Pd צומיש האט די לאָואַסט ביינדינג שטאַרקייַט פֿאַר די CO ינטערמידייט.די אָבסערוואַציע ימפּלייז אַז די דזשיאַמעטריק און סטרוקטור ווירקונג קען שפּילן אַ גרעסערע ראָלע ווי די עלעקטראָניש ווירקונג פֿאַר ימפּרוווינג די כיידראָוקאַרבאַן סעלעקטיוויטי אין די פאַסע-געשיידט Cu-Pd צומיש פאַל.ביז איצט, בלויז ריין קופּער אָדער קופּער-באזירט צומיש ווייזט העכער סעלעקטיוויטי און טעטיקייט פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל רעדוקציע פון ​​CO2 צו C2+ כיידראָוקאַרבאַנז.אזוי, עס איז זייער נייטיק צו אַנטוויקלען אַ ראָמאַן עלעקטראָקאַטאַליסט פֿאַר C2+ כיידראָוקאַרבאַן פּראָדוקציע פֿון ECR.ינספּייערד דורך CO2 כיידראַדזשאַניישאַן, אַ פּרילימאַנערי לערנען דעמאַנסטרייטיד אַז Ni-Ga צומיש מיט פאַרשידענע פייזאַז קען זיין געוויינט פֿאַר C2H4 דור (79).עס געוויזן אַז Ni5Ga3 פילם קען רעדוצירן CO2 צו C2H4 און עטהיין (C2H6).כאָטש די FE צו C2+ כיידראָוקאַרבאַנז איז ווייניקער ווי 5%, עס קען עפענען נייַע שורות פֿאַר עלעקטראָקאַטאַליסט זיפּונג צו C─C קאַפּלינג באזירט אויף די צומיש ווירקונג.

(א צו C) קו-אַג בימעטאַלליק קאַטאַליסץ פאַבריקייטיד דורך אַדאַטיוו-קאַנטראָולד ילעקטראָודאַפּאַזישאַן: (א) סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (סעם) פון קו דראָט, קו-אַג פּאָלי, און קו-אַג דראָט און (ב) קאָראַספּאַנדינג ק2ה4 פע.(C) EXAFS געוויזן אַז קו-אַג דראָט איז כאָומאַדזשיניאַסלי געמישט און קו (איך) אַקסייד איז דערלאנגט.(א) צו (C) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (36).(ד און E) קו-פּד קאַטאַליסץ מיט פאַרשידענע מיקסינג פּאַטערנז: (ד) אילוסטראציע, טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (TEM) בילדער, און ענערגיע-דיספּערסיוו ספּעקטראָסקאָפּי עלעמענט מאַפּס פון אָרדערד, דיסאָרדערד און פאַסע-געשיידט קו-פּד אַלויז און (E) ) ייבערפלאַך וואַלענסע באַנד פאָטאָעמיססיאָן ספּעקטראַ און ד-באַנד צענטער (די ווערטיקאַל שורה) פון קו-פּד אַלויז קאָרעוו צו פערמי מדרגה.(ד) און (E) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (71).אַו, אַרביטראַריש וניץ.

אַחוץ צומיש ווירקונג, מאַניפּיאַלייטינג די אַקסאַדיישאַן שטאַטן איז אן אנדער הויפּט פּרינציפּ צו ניגן די פאָרשטעלונג פון עלעקטראָקאַטאַליסץ, וואָס קענען ווירקן די היגע עלעקטראָניש סטרוקטור פון די מאַטעריאַל.דער ערשטער ביישפּיל פֿאַר די אַקסאַדיישאַן שטאַט טונינג פון קאַטאַליסט איז צו נוצן אַקסייד-דערייווד מאַטעריאַלס.די ריזידזשואַל זויערשטאָף מינים אויף די ייבערפלאַך אָדער סאַבסערפאַס פון קאַטאַליסט נאָך אין סיטו רעדוקציע קענען רעגולירן די אַקסאַדיישאַן שטאַט פון די מעטאַל צענטער.פֿאַר בייַשפּיל, פּלאַזמע-אַקסאַדייזד קו געוויזן מער ווי 60% סעלעקטיוויטי צו C2H4, וואָס איז געווען אַסקרייבד צו די רעדוקציע-קעגנשטעליק קו + (37).צו באַשטעטיקן אַז קו + איז דער שליסל פּאַראַמעטער פֿאַר הויך עטאַלין סעלעקטיוויטי, מיר דורכגעקאָכט קאָנטראָל יקספּעראַמאַנץ ניצן פאַרשידענע פּלאַזמע (Fig. 4 אַ).אין סיטו שווער רענטגענ-שטראַל אַבזאָרפּשאַן ספּעקטראָסקאָפּי האט אויך געוויזן אַז די ריזידזשואַל אַקסיידז אין די (סאַב) ייבערפלאַך שיכטע זענען סטאַביל קעגן רעדוקציע צושטאַנד, מיט אַ באַטייטיק סומע פון ​​​​Cu+ מינים רימיינדיד נאָך 1 שעה פון רעדוקציע אין לעפיערעך הויך פּאָטענציעלז פון -1.2 וו קעגן ריווערסאַבאַל. הידראָגען ילעקטראָוד (רהע).דערצו, עלעקטראָרעדעפּאָסיטיאָן פון קופּער פֿון אַ סאָל-געל קופּער אָקסיטשלאָרידע ווידער וועראַפייד אַז סטייבאַלייזד ייבערפלאַך קו + מינים קען פֿאַרבעסערן די סעלעקטיוויטי פון C2H4 (61).די אַקסאַדיישאַן שטאַט פון אַ קופּער קאַטאַליסט אונטער פאַרשידענע געווענדט פּאָטענציעלז איז טראַקט מיט צייט-סאַלווד אין סיטו ווייך רענטגענ-שטראַל אַבזאָרפּשאַן ספּעקטראָסקאָפּי.דער ערשט יבערגאַנג שריט פון Cu2+ צו Cu+ איז זייער שנעל;אָבער, די ווייַטער עלעקטראָטשעמיקאַל רעדוקציע פון ​​Cu+ מינים צו Cu0 איז פיל סלאָוער.אַרום 23% פון קו + מינים בלייבן אפילו נאָך 1-שעה קעסיידערדיק רעדוקציע אונטער -1.2 V קעגן RHE (Fig. 4B).מעטשאַניסטיק שטודיום אנטפלעקט אַז די צובינד צווישן Cu+ און Cu0 פירט צו ילעקטראָוסטאַטיק אַטראַקשאַן צווישן ינטערמידיאַץ זינט די C אַטאָם פון *CO@Cu+ איז דורכויס טשאַרדזשינג, כאָטש די פון *CO@Cu0 איז נעגאַטיוולי טשאַרדזשינג (80), וואָס, אין קער, פּראַמאָוץ די C─C בונד פאָרמירונג און אַזוי פּראָדוצירן C2+ כיידראָוקאַרבאַנז.אין אַדישאַן צו אַקסייד-דערייווד מאַטעריאַלס, קופּער ניטריד (Cu3N) איז אויך געניצט צו דערגרייכן (סאַב) ייבערפלאַך קו + מינים צו פאַרמינערן די דימעריזיישאַן ענערגיע שלאַבאַן פון *CO (81).אין דערצו, קאַמפּערד מיט אַקסייד-דערייווד קו, Cu3N-דערייווד קו + מינים זענען אפילו מער סטאַביל (Fig. 4C).ווי אַ רעזולטאַט, די ניטריד-דערייווד קופּער קאַטאַליסט יגזיבאַץ אַ פע פון ​​39 ± 2% פֿאַר C2H4, אַוטפּערפאָרמינג די ריין קו (~ 23%) און אַקסייד-דערייווד קו (~ 28%).אַנאַלאָג צו די אויבן דערמאנט קו + / קו קאַטאַליטיק סיסטעם, באָראָן איז געניצט ווי אַ העטעראָאַטאָם דאָפּאַנט צו באַקענען און סטייבאַלייז Cuδ+ (41).די דורכשניטלעך אַקסאַדיישאַן שטאַט פון קופּער קענען זיין קאַנטראָולד פון +0.25 צו +0.78 דורך טשאַנגינג די קאַנסאַנטריישאַן פון באָראָן דאָפּאַנט.פּראַדזשעקטאַד געדיכטקייַט פון שטאַטן געוויזן אַז די עלעקטראָנס טראַנספערד פון קופּער צו באָראָן, לידינג צו אַ דאָפּאַנט-ינדוסט דורכויס טשאַרדזשינג קופּער זייטלעך.די באָראָן-דאָפּט קופּער געוויזן אַ געוואקסן פאָרמירונג ענערגיע פון ​​*CHO ינטערמידייט און, אַזוי, סאַפּרעסט די אָפּרוף וועג צו C1 פּראָדוקטן.אין דערצו, עס קענען פאַרגרעסערן די סעלעקטיוויטי צו מולטיקאַרבאַן כיידראָוקאַרבאַנז דורך דיקריסינג * CO דימעריזאַטיאָן אָפּרוף ענערגיע (Fig. 4 ד).דורך אָפּטימיזינג די דורכשניטלעך ייבערפלאַך אַקסאַדיישאַן שטאַט פון קופּער, אַ הויך C2 FE פון ~ 80% מיט ~ 53% C2H4 קען זיין אַטשיווד אונטער אַ דורכשניטלעך קופּער אַקסאַדיישאַן שטאַט פון +0.35 (Fig. 4E).ביז איצט, די אַקטיוו זייטלעך אויף קופּער זענען יידענאַפייד ווי Cu0, Cuδ+ און / אָדער זייער צובינד פֿאַר ECR אין פאַרשידענע שטודיום (39, 41, 42, 81, 82).אָבער, וואָס איז די אַקטיוו פּלאַץ איז נאָך דעבאַטעד.כאָטש די העטעראָאַטאָם דאָפּינג-ינדוסט Cuδ + קאַטאַליסץ האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד צו זיין זייער אַקטיוו פֿאַר ECR צו C2 + פּראָדוקטן, די סינערדזשיסטיק ווירקונג פון די סיימאַלטייניאַסלי דזשענערייטאַד חסרונות און ינטערפייסיז זאָל אויך זיין קאַנסידערד.דעריבער, סיסטעמאַטיש אין אָפּעראַנדאָ קעראַקטעריסטיקס זאָל זיין דעוועלאָפּעד צו ידענטיפיצירן די אַקטיוו צענטער אויף קופּער ייבערפלאַך און מאָניטאָר די פּאָטענציעל אין סיטו טראַנספאָרמאַציע פון ​​אַקטיוו זייטלעך אונטער אָפּרוף טנאָים.חוץ, די פעסטקייַט פון די דורכויס באפוילן קופּער איז אן אנדער דייַגע אונטער עלעקטראָטשעמיקאַל רעדוקציע טנאָים.ווי צו סינטאַסייז קאַטאַליסץ מיט סטאַביל Cuδ+ זייטלעך בלייבט אַ אַרויסרופן.

(א) קיצער פון די C2H4 סעלעקטיוויטי פון פאַרשידענע פּלאַזמע-אַקטיווייטיד קופּער קאַטאַליסץ.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון דער נאַטור פּובלישינג גרופע (37).וואָג באַרס, 500 נם.(ב) פאַרהעלטעניש פון קו אַקסאַדיישאַן שטאַטן קאָרעוו צו די אָפּרוף צייט ביי -1.2 V קעגן RHE אין עלעקטראָרעדעפּאָזיטיד קופּער.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון דער נאַטור פּובלישינג גרופע (61).(C) פאַרהעלטעניש פון קו + מינים מיט אַ פונקציע פון ​​​​רעאַקציע צייט ביי -0.95 V קעגן RHE אין Cu-on-Cu3N אָדער Cu-on-Cu2O.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון דער נאַטור פּובלישינג גרופע (81).(ד) באָראָן דאָפּינג איז ביכולת צו טוישן די דורכשניטלעך אַדסאָרפּטיאָן ענערגיע פון ​​CO אין די קופּער ייבערפלאַך און נידעריקער די CO─CO דימעריזיישאַן ענערגיע.1 [ב], 2 [ב], 3 [ב], 4 [ב], און 8 [ב] אָפּשיקן צו די קאַנסאַנטריישאַן פון סאַבסערפאַסע באָראָן דאָפּינג אין די קופּער קאַטאַליסץ, וואָס זענען 1/16, 1/8, 3/ 16, 1/4, און 1/2 ריספּעקטיוולי.(E) די שייכות צווישן די אַקסאַדיישאַן שטאַט און FE פון C2 אָדער C1 פּראָדוקטן אין באָראָן-דאָפּט קופּער קאַטאַליסץ.(ד) און (E) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַטורע פּובלישינג גרופע (41).(F) SEM בילדער פון קופּער פאָילז מיט פאַרשידענע טהיקנעססעס פון Cu2O פילמס איידער (שפּיץ) און נאָך (דנאָ) ECR.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (83).

אַחוץ די עלעקטראָניש סטרוקטור, אַקסייד-דערייווד מאַטעריאַלס קענען אויך פירן צו מאָרפאָלאָגי אָדער סטרוקטור עוואָלוציע בעשאַס די אין סיטו רעדוקציע פּראָצעס.פֿון דער פּערספּעקטיוו פון מאָרפאָלאָגי אָדער סטרוקטור, די ימפּרוווד עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון אַקסייד-דערייווד עלעקטראָקאַטאַליסץ איז אַטריביאַטאַד צו די פאָרמירונג פון אַקטיוו קערל באַונדריז, עדזשאַז און סטעפּס (83-85).Yeo און מיטאַרבעטער (83) האָבן געמאלדן די סעלעקטיוו C─C קאַפּלינג אויף ילעקטראָודפּאַזיטיד קו 2 אָ פילמס מיט פאַרשידענע טהיקנעסס (Fig. 4F).אין סיטו ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּי גילוי אַז די ייבערפלאַך פון די Cu2O פילמס איז רידוסט צו סטאַביל מעטאַלליק Cu0 בעשאַס ECR (83).ווי אַ רעזולטאַט, מעטאַלליק קו 0 איז באשטעטיקט ווי די קאַטאַליטיק אַקטיוו צענטער אַנשטאָט פון Cu + מינים אָדער די Cu + / Cu0 צובינד.אין דעם פּראָצעס פון רידוסינג Cu2O צו מעטאַלליק Cu0, די קאַטאַליסט ייבערפלאַך איז מסתּמא צו פאָרעם סטעפּס, עדזשאַז און טערראַסעס אין סיטו.עס איז געווען אנגעוויזן אַז די געשאפן סטעפּס און עדזשאַז זענען מער אַקטיוו ווי די טערראַסעס, ערידזשאַנייטינג פון זייער שטארקער ביינדינג מיט *CO, וואָס קענען ווייַטער כיידראַדזשאַנייט *CO צו *CHO אָדער *CH2O.אויסערדעם, ברעג Cu אַטאָמס זענען אַ פּראָמאָטער צו בוסט * CHO און * CH2O פאָרמירונג.פריער אַרבעט סאַגדזשעסטיד אַז *CHO און *CH2O ינטערמידיאַץ זענען מער גינציק פֿאַר C─C קאַפּלינג ווי *CO אין קינעטיק (86).דורך רעגיאַלייטינג די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי, די כעמיסאָרפּטיאָן ענערגיעס פון די *CHO און *CH2O ינטערמידיאַץ קענען זיין אָפּטימיזעד.אין דעם לערנען, די מחברים געפונען אַז די FE פון C2H4 דיקריסט פון 40 צו 22% ווען זיי געוואקסן די גרעב פון Cu2O דין פילם פון 0.9 צו 8.8 μm.דאָס איז רעכט צו דער קאַנסאַנטריישאַן פון נידעריק קאָואָרדאַנייטיד קו וואָס געוואקסן מיט די פאַרגרעסערן אין Cu2O גרעב.די אַנדערקאָאָרדאַנייטיד אַטאָמס קענען שטארק בינדן מיט H און, אַזוי, זענען מער בילכער פֿאַר הידראָגען עוואָלוציע ווי C─C קאַפּלינג.די אַרבעט דעמאַנסטרייטיד אַז די אַקסייד-דערייווד קופּער קאַטאַליסט קענען באטייטיק פאַרבעסערן די C2H4 סעלעקטיוויטי דורך ריקאַנסטראַקשאַן פון ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי אַנשטאָט פון ינטראָודוסינג באפוילן Cuδ+ מינים.ניצן די אַקסייד-דערייווד קאַטאַליסץ, עטהיין (C2H6) איז אויך סאַלעקטיוולי געשאפן מיט די הילף פון פּאַללאַדיום (וו) קלאָרייד (פּדקל2) אַדאַטיוו אין עלעקטראָליטע (34).עס האָט געוויזן אַז די אַדסאָרבעד PdClx אויף די ייבערפלאַך פון Cu2O-דערייווד קו געשפילט אַ וויטאַל ראָלע פֿאַר C2H6 עוואָלוציע.ספּאַסיפיקלי, CO2 איז געווען ערשטער רידוסט צו C2H4 ביי די Cu2O-דערייווד אַקטיוו Cu זייטלעך, און דערנאָך די געשאפן C2H4 וואָלט זיין כיידראַדזשאַנייטיד מיט די הילף פון אַדסאָרבעד PdClx צו פּראָדוצירן C2H6.די FE פון C2H6 געוואקסן פון <1 צו 30.1% מיט די הילף פון PdCl2.די אַרבעט סאַגדזשעסץ אַז די קאָמבינאַציע פון ​​​​די געזונט-דיפיינד ECR קאַטאַליסט און עלעקטראָליטע אַדאַטיוו קען עפענען נייַ אַפּערטונאַטיז פֿאַר ספּעציפיש C2 + פּראָדוקט דור.

מאָרפאָלאָגי און / אָדער סטרוקטור רעגולירן רעפּראַזענץ אן אנדער אָלטערנאַטיוו סטראַטעגיע צו מאָדולירן קאַטאַליטיק סעלעקטיוויטי און טעטיקייט.קאַנטראָולינג די גרייס, פאָרעם און יקספּאָוזד פאַסאַץ פון קאַטאַליסט איז וויידלי דעמאַנסטרייטיד פֿאַר ECR פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג (58, 87, 88).פֿאַר בייַשפּיל, די קו (100) פאַסעט איז ינטרינסיקאַללי בילכער פֿאַר C2H4 דור, בשעת די דאַמאַנייטאַד פּראָדוקט פון די קו (111) קאַטאַליסט איז מעטיין (CH4) (87).אין אַ לערנען פון קו נאַנאָקריסטאַלז מיט פאַרשידן שאַפּעס און סיזעס, Buonsanti און קאָו-טוערס (58) אנטפלעקט אַ נאָנמאָנאָטאָניק גרייס אָפענגיקייַט פון די C2H4 סעלעקטיוויטי אין קוב-שייפּט קופּער נאַנאָקריסטאַלז (Fig. 5A).ינטרינסיקאַללי, קוביק קו נאַנאָקריסטאַלז יגזיבאַטאַד העכער C2H4 טעטיקייט און סעלעקטיוויטי ווי ספעריש קו נאַנאָקריסטאַלז רעכט צו דער פּרידאַמאַנאַנס פון די (100) פאַסעט.דער קלענערער קריסטאַל גרייס פון קוביק קו קען פאָרשלאָגן העכער טעטיקייט ווייַל פון די געוואקסן קאַנסאַנטריישאַן פון נידעריק קאָואָרדאַנייטיד ייבערפלאַך זייטלעך, אַזאַ ווי עקן, סטעפּס און קינקס.אָבער, די שטארקער טשעמיסאָרפּטיאָן פון נידעריק-קאָאָרדאַנייטיד זייטלעך איז געווען באגלייט דורך העכער H2 און CO סעלעקטיוויטי, ריזאַלטינג אין אַ נידעריקער קוילעלדיק כיידראָוקאַרבאַן פע.אויף די אנדערע האַנט, די פאַרהעלטעניש פון ברעג זייטלעך צו פלאַך זייטלעך דיקריסט מיט די פאַרגרעסערן אין פּאַרטאַקאַל סיזעס, וואָס אויך אַפעקץ די פאָרשטעלונג פון C2H4 פּראָדוקציע.די מחברים דעמאַנסטרייטיד אַז ינטערמידייט-סייזד קופּער נאַנאָקובעס מיט אַ 44-נם ברעג לענג געוויזן די העכסטן C2H4 סעלעקטיוויטי רעכט צו דער אָפּטימיזעד וואָג צווישן פּאַרטאַקאַל גרייס און די געדיכטקייַט פון ברעג זייטלעך.דערצו, מאָרפאָלאָגי קענען אויך ווירקן די היגע ף און מאַסע אַריבערפירן בעשאַס ECR.עס איז דעמאַנסטרייטיד אַז די הויך היגע ף אין דער געגנט פון קאַטאַליסט ייבערפלאַך, וואָס איז געפֿירט דורך די ינ סיטו דזשענערייטאַד OH-, סאַפּרעסיז די פּראָטאָן-ינוואַלווד אָפּרוף פּאַטוויי.ווי אַ רעזולטאַט, C2+ כיידראָוקאַרבאַן פאָרמירונג דורך *CO דימעריזאַטיאָן קען זיין ענכאַנסט, און CH4 געשאפן דורך *COH ינטערמידייט קען זיין ינכיבאַטאַד.קופּער נאַנאָווירע ערייז (Fig. 5 ב) האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד צו דערגרייכן געוואקסן היגע ף (68).ווי אַ קאַמאַנלי געניצט עלעקטראָליטע, CO2 סאַטשערייטאַד פּאַטאַסיאַם בייקאַרבאָנאַטע (KHCO3) לייזונג וועט געשווינד נוטראַלייז די היגע OH- (HCO3- + OH- = CO32- + H2O) און פאַרמינערן די היגע ף.מיט אַן ילאָנגגייטאַד מיקראָסטרוקטורע, די דיפיוזשאַן פון HCO3- אין די Cu נאַנאָווירע ערייז קענען זיין אַנדערמיינד אַזוי אַז די נוטראַלייזינג ווירקונג פֿאַר היגע OH- וועט זיין סאַפּרעסט צו עטלעכע גראַד.אויף דער באזע פון ​​אַ ענלעך פּרינציפּ, קופּער מעשעס מיט פּונקט קאַנטראָולד מעסאָפּאָרעס (Fig. 5C) דעמאַנסטרייטיד ענכאַנסט פע פֿאַר C2H4 אָדער C2H6 פּראָדוקציע (32).עס האָט געוויזן אַז די היגע ף אין די ילעקטראָוד ייבערפלאַך קען זיין געוואקסן דורך נעראָוינג די פּאָרע ברייט, ריזאַלטינג אין דיקריסט C1 פּראָדוקט FE און ענכאַנסט C2 פּראָדוקט FE.חוץ, דורך ינקריסינג די פּאָרע טיפקייַט, די הויפּט רעדוקציע פּראָדוקט קען זיין טונד פון C2H4 צו C2H6.די FE פון C2H6 איז געווען ווי הויך ווי 46%.זינט די קעמיקאַלז זענען קאַנפיינד אין די פּאָרעס בעשאַס ECR, אַ פּראַלאָנגד ריטענשאַן צייט פון די שליסל ינטערמידיאַץ געפֿירט דורך די דיפּער פּאָרעס איז דערקלערט ווי די הויפּט סיבה פֿאַר די הויך סעלעקטיוויטי צו סאַטשערייטאַד C2 כיידראָוקאַרבאַן.Cu-דערייווד קו נאַנאָפיבערס אויך געוויזן הויך סעלעקטיוויטי צו C2H6 (FE = 30% ביי -0.735 V קעגן RHE) (89).די אַניסאָטראָפּיק מאָרפאָלאָגי און הויך ייבערפלאַך ראַפנאַס פון CuI-דערייווד Cu נאַנאָפיבערס קענען פֿאַרבעסערן די טראַפּינג עפעקטיווקייַט פון אַבזאָרבד ה2 און אַזוי פאַרגרעסערן די FE פון C2H6.

(א צו C) מאָרפאָלאָגי אָדער סטרוקטור יפעקץ.(א) געדיכטקייַט פון אַטאָמס (לינקס אַקס) און די פאַרהעלטעניש פון אַטאָמס בייַ די ברעג זייטלעך (נעדזש) צו אַטאָמס אויף די (100) פלאַך (N100) (רעכט אַקס) אין שייכות צו די ברעג לענג (ד).רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון John Wiley and Sons (58).(ב) סכעמע פון ​​מאָרפאָלאָגי געפֿירט ף טשאַנגינג.ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון John Wiley and Sons (68).(C) פּראָדוקט סעלעקטיוויטי פון מעסאָפּאָר קופּער מיט פאַרשידענע פּאָרע סיזעס און טיפענישן.ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון John Wiley and Sons (32).(ד צו ה) ליגאַנד יפעקץ.(D און E) ECR אויף קופּער נאַנאָווירע (Cu NW) מיט פאַרשידענע מינים פון אַמינאָ אַסאַדז (D) אָדער מאָדיפיערס (E) ביי -1.9 V. רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די רויאַל געזעלשאפט פון כעמיע (35).(F) פּראָדוקציע רייץ פון C2H4 אין פאַרשידענע כאַלייד עלעקטראָליטעס מיט פאַרשידענע אַדסאָרפּטיאָן פּאָטענציעלז אויף קו (35).רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (91).נהע, נאָרמאַל הידראָגען ילעקטראָוד.(G) FE פון C2H4 און CO אין פאַרשידענע קאַנסאַנטריישאַנז פון KOH עלעקטראָליטעס און (H) טאַפעל שיפּוע פון ​​C2H4 אין פאַרשידענע קאַנסאַנטריישאַנז פון KOH עלעקטראָליטעס.(ג) און (ה) זענען ריפּראַדוסט פֿון די אמעריקאנער אַססאָסיאַטיאָן פֿאַר די אַדוואַנסמאַנט פון וויסנשאַפֿט (AAAS) (33).

קאַטאַליסט ייבערפלאַך מאָדיפיקאַטיאָן ניצן קליין מאַלאַקיולז איז אן אנדער געזונט-באקאנט סטראַטעגיע צו פֿאַרבעסערן די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון ECR.די סטראַטעגיע קענען השפּעה אויף די מיקראָענוויראָנמענט לעבן די קאַטאַליסט ייבערפלאַך, וואָס קען סטייבאַלייז די שליסל ינטערמידיאַץ רעכט צו דער ינטעראַקשאַן צווישן ייבערפלאַך ליגאַנד און ינטערמידייט.אַמינע איז רעפּאָרטעד ווי אַ מאָדיפיער צו העכערן ECR (35).פאַרשידן אַמינאָ אַסאַדז, אַרייַנגערעכנט גלייסין (גלי), דל-אַלאַנינע (אַלאַ), דל-לעוסינע (לעו), דל-טריפּטאָפאַן (טיר), דל-אַרגינינע (אַרג), און דל-טריפּטאָפאַן (טרפּ), זענען ינוועסטאַגייטאַד צו לערנען זייער יפעקץ אויף קופּער נאַנאָווירעס (35).ווי געוויזן אין Fig. 5D, אַלע אַמינאָ זויער-באזירט ליגאַנדז זענען ביכולת צו פֿאַרבעסערן די סעלעקטיוויטי פון C2+ כיידראָוקאַרבאַנז.אַזאַ אַ ענכאַנסמאַנט סאַגדזשעסץ אַז ─COOH און ─NH2 פאַנגקשאַנאַל גרופּעס אין אַמינאָ זויער זענען מיסטאָמע פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די ענכאַנסט סעלעקטיוויטי פון ECR.פריער ריפּאָרץ ילאַסטרייטיד אַז די אַדסאָרפּטיאָן פון אַמינאָ אַסאַדז אויף די קו ייבערפלאַך איז אַטשיווד דורך ביידע ─COOH און ─NH2 גרופּעס (35, 90).סטעאַריק זויער (C17H35COOH, RCO2H), וואָס כּולל בלויז די ─COOH גרופּע, איז אויסגעקליבן צו ידענטיפיצירן די ראָלע פון ​​─COOH.אנדערע מאָדיפיערס, אַזאַ ווי אַ-אַנטראַקווינאָנע דיאַזאָניום זאַלץ (אַק), אָ-ניטראָבענזענע דיאַזאָניום זאַלץ (פנאָ2), און דאָדעציל מערקאַפּטאַן (C12H25SH, RSH), וואָס אַנטהאַלטן ניט ─COOH אדער ─NH2 גרופּעס, זענען אויך ינוועסטאַגייטאַד.אָבער, אַלע פון ​​זיי זענען נישט positive פֿאַר C2+ כיידראָוקאַרבאַן פע פֿאַרבעסערונג (Fig. 5E).טעאָרעטיש חשבונות האָבן אנגעוויזן אַז ─NH3+ גרופּעס אין די אַדסאָרבעד זוויטטעריאָניק גלייסין קען סטייבאַלייז * CHO ינטערמידייט רעכט צו זייער שטאַרק ינטעראַקשאַן, אַזאַ ווי הידראָגען קייטן.הקדמה פון כאַלייד ייאַנז אין די עלעקטראָליטע איז אן אנדער וועג צו מאָדיפיצירן די קאַטאַליסץ (91, 92).ווי געוויזן אין Fig. 5F, C2H4 פּראָדוקציע קורס אויף פּלאַזמע-אַקטיווייטיד קו קען זיין באטייטיק געוואקסן מיט די הילף פון כאַלייד אַדאַטיווז.עס איז געוויזן אַז I− יאָן איז מער אַקטיוו ווי Br− און Cl−, אין העסקעם מיט די קאָראַספּאַנדינג אַדסאָרפּטיאָן ענערגיע פון ​​I−, Br−, און Cl− אויף די Cu (100) פאַסעט (91).חוץ כאַלידעס, כיידראַקסייד יאָן אויך געוויזן אַ positive ווירקונג אויף C2H4 סעלעקטיוויטי.לעצטנס, Sargent און מיטאַרבעטער (33) געמאלדן די קאַנווערזשאַן פון CO2-צו-C2H4 מיט ~ 70% פע מיט קאַנסאַנטרייטאַד פּאַטאַסיאַם כיידראַקסייד (KOH) עלעקטראָליטע (אַרויף צו 10 ם) אין אַ לויפן צעל.ווי געוויזן אין Fig.דערצו, די טאַפעל סלאָפּעס (Fig. 5H) פון C2H4 פאָרמירונג דיקריסט מיט די פאַרגרעסערן פון כיידראַקסייד קאַנסאַנטריישאַן (135 מוו יאָרצענדלינג-1 אין 1 M KOH און 65 מוו יאָרצענדלינג-1 אין 10 M KOH), סאַגדזשעסטינג די טראַנסמיטיישאַן פון די קוילעלדיק קורס - דיטערמאַנינג שריט.געדיכטקייַט פאַנגקשאַנאַל טעאָריע (DFT) רעזולטאַטן פּרוווד אַז די בייַזייַן פון קאַנסאַנטרייטאַד כיידראַקסיידז קען נידעריקער די ביינדינג ענערגיע פון ​​די CO ינטערמידייט און אויך געוואקסן די באַשולדיקונג ימבאַלאַנס צווישן צוויי טשאַד אַטאָמס אין אַדסאָרבעד OCCO ינטערמידיאַץ.ווי אַ רעזולטאַט, די OCCO ינטערמידייט וואָלט זיין מער סטייבאַלייזד דורך אַ שטארקער דיפּאָלע אַטראַקשאַן, וואָס וועט פירן צו אַ נידעריקער אַקטאַוויישאַן ענערגיע שלאַבאַן פֿאַר CO דימעריזיישאַן, וואָס וועט פֿאַרבעסערן די קוילעלדיק פאָרשטעלונג.

C2+ אָקסיגענאַטעס אַזאַ ווי עטאַנאָל (CH3CH2OH) זענען אן אנדער הויפּט קאַטעגאָריע פון ​​העכסט ווערטפול ECR פּראָדוקטן.ינדוסטריאַל סינטעז פון עטאַנאָל איז אַן ענערגיע-אינטענסיווע פּראָצעס, וואָס אויך קאַנסומז אַ גרויס סומע פון ​​עטאַלין אָדער לאַנדווירטשאַפטלעך פידז (40).אזוי, עלעקטראָקאַטאַליטיק פּראָדוקציע פון ​​עטאַנאָל אָדער אנדערע C2 + אָקסיגענאַטעס פֿון CO2 מאכט אַ פּלאַץ פון עקאָנאָמיש און ינווייראַנמענאַל זינען.זינט עטאַנאָל דור פון ECR שערד אַ פּענאַלטאַמאַט ינטערמידייט מיט C2H4 וואָס איז *C2H3O (43), סעלעקטיוו כיידראַדזשאַניישאַן פון דעם ינטערמידייט קען באַשטימען ECR פּאַטווייז פון C2H4 צו אַלקאָהאָלס (64).אָבער, אין רובֿ סיסטעמען, די סעלעקטיוויטי צו C2+ אָקסיגענאַטעס איז פיל נידעריקער ווי כיידראָוקאַרבאַנז (31, 37, 39, 41, 42, 67).אזוי, אין דעם אָפּטיילונג, מיר וועלן הויכפּונקט די עלעקטראָקאַטאַליסט פּלאַן סטראַטעגיעס וואָס קענען דערגרייכן ימפּרעסיוו C2+ אָקסיגענאַטע פע פון ​​איבער 25%.

ווי דיסקאַסט אויבן, געזונט-דיזיינד בימעטאַלליק קאַטאַליסץ קענען פֿאַרבעסערן די סעלעקטיוויטי און טעטיקייט פֿאַר C2+ כיידראָוקאַרבאַן פּראָדוקציע.א ענלעך אָבער ניט יידעניקאַל סטראַטעגיע איז אויך געניצט צו פֿאַרבעסערן די עלעקטראָקאַטאַליטיק פאָרשטעלונג פֿאַר C2 + אָקסיגענאַטעס (38, 93, 94).פֿאַר בייַשפּיל, אַג-ינקאָרפּערייטיד Cu-Cu2O קאַטאַליסץ יגזיבאַטאַד טונאַבלע עטאַנאָל סעלעקטיוויטי, און די העכסטן עטאַנאָל פע איז 34.15% (95).די ביפאַסיק גרענעץ אין די פאַסע-בלענדיד Ag-Cu צומיש, אַנשטאָט פון Ag / Cu אַטאָמישע פאַרהעלטעניש, איז געווען יידענאַפייד ווי דער שליסל פאַקטאָר פֿאַר סעלעקטיוו פּראָדוקציע פון ​​עטאַנאָל.זינט די Cu פּלאַץ איז זייער נאָענט צו די Ag פּלאַץ אין אַ פאַסע-בלענדיד מוסטער (Ag-Cu2OPB), די פאָרמירונג קורס פון עטאַנאָל ינטערמידיאַץ פֿאַר די פאַסע-בלענדיד מוסטער קען זיין פּראָמאָטעד אין פאַרגלייַך מיט די פאַסע-געשיידט איינער (Ag-Cu2OPS) ), לידינג צו אַ בעסער עטאַנאָל דור פאָרשטעלונג.חוץ עטאַנאָל, קו-אַג בימעטאַלליק נפּס האָבן אויך דעמאַנסטרייטיד צו גער CO2 צו אַסאַטייט מיט די אַדישאַן פון בענזאָטריאַזאָלע (93).ביי -1.33 V קעגן RHE, די פע פון ​​אַסאַטייט איז געווען 21.2%.צוויי מעגלעך אָפּרוף פּאַטווייז זענען פארגעלייגט אין דעם פאַל: איינער איז באזירט אויף CO דימעריזיישאַן, און די אנדערע איז אויף CO ינסערשאַן, כיילייטינג די קריטיש ראָלע פון ​​CO ינטערמידייט פאָרמירונג אויף אַקטיוו אַג זייטלעך.א ענלעך אָבסערוואַציע איז געווען געמאלדן אין קו-זן קאַטאַליסץ (פיגורע 6, א און ב) פֿאַר עטאַנאָל פּראָדוקציע (38).דורך טונינג די אינהאַלט פון Zn אין Zn-Cu אַלייד קאַטאַליסץ, די פאַרהעלטעניש פון עטאַנאָל קעגן C2H4 FE קען זיין געזונט קאַנטראָולד אין די קייט פון 0.48 צו 6, סאַגדזשעסטינג די וויכטיקייט פון קאָ-יוואַלווינג זייטלעך פֿאַר C2+ אָקסיגענאַטע פאָרמירונג.פאָרמירונג פון אַלויד קאַטאַליסץ קען פאַרשאַפן די שפּאַנונג ווירקונג אויף די מאַטריץ מאַטעריאַל, וואָס קען נישט זיין געבעטן מאל.אזוי, אַ דירעקט מאַרשרוט צו בימעטאַלליק קאַטאַליסץ קען זיין מער פּאַסיק פֿאַר עטלעכע ציל פּראָדוקטן.Jaramillo און קאָו-טוערס (96) קאַנסטראַקטאַד אַ סימפּלאַפייד Au-Cu ביימעטאַלליק סיסטעם, סינטאַסייזד דורך דירעקט דעפּאַזישאַן פון גאָלד נפּס אויף אַ פּאָליקריסטאַללינע קו שטער, צו פאָרשן די טאַנדאַם קאַטאַליסיס ווירקונג.די ביימעטאַליק Au-Cu יגזיבאַטאַד סינערגיסטיק סעלעקטיוויטי און טעטיקייט צו C2+ אַלקאָהאָלס, אַוטפּערפאָרמינג ריין קופּער און גאָלד, און Au-Cu צומיש.קאַמפּערד מיט קו שטער, די בימעטאַלליק אַו-קו סיסטעם געוויזן געוואקסן היגע גלויבנס קאַנסאַנטריישאַן רעכט צו דעם בייַזייַן פון אַו נפּס (פיג. 6 ק) וואָס זענען אַקטיוו פֿאַר קאָ דור.זינט גאָלד איז נישט אַקטיוו פֿאַר קאָ רעדוקציע, די ענכאַנסט C2+ אַלקאָהאָל פּראָדוקציע קורס אויף Au-Cu ביימעטאַל קאַטאַליסץ איז געווען אַסקרייבד צו אַ טאַנדאַם קאַטאַליסיס מעקאַניזאַם.ספּאַסיפיקלי, גאָלד נפּס קען דזשענערייט אַ הויך היגע CO קאַנסאַנטריישאַן לעבן די קו ייבערפלאַך.דערנאָך, די שעפעדיק היגע CO מאַלאַקיולז קענען זיין רידוסט צו C2+ אַלקאָהאָלס דורך Cu.

(א צו C) אַללוי יפעקץ.(א) מאַקסימום FE פון עטאַנאָל און C2H4 און די FE פאַרהעלטעניש פון עטאַנאָל און עטאַלין אויף פאַרשידן קו-זן אַלויז.(ב) טייל קראַנט געדיכטקייַט פון עטאַנאָל אויף פאַרשידן קו-זן אַלויז.(א) און (ב) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (38).(C) CO2 רעדוקציע און CO עוואָלוציע ראַטעס אויף גאָלד, קופּער און די אַו-קו בימעטאַלליק סיסטעם.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון דער נאַטור פּובלישינג גרופע (96).(ד צו ל) מאָרפאָלאָגי אָדער סטרוקטור יפעקץ.(ד) סכעמאַטיש געמעל פון מעטאַל יאָן סייקלינג אופֿן.(E און F) SEM בילדער פון 100-ציקל קו איידער (E) און נאָך (F) די פּרירעדוקציע אונטער עקר טנאָים.(ג) טעם און סעלעקטעד עלעקטראָן דיפפראַקשאַן סאַגדזשעסטיד אַז קו (100) זענען יקספּאָוזד און (ה) פריי ענערגיע פֿאַר *OCCO און *OCCHO פאָרמירונג אויף קו (100), קו (111) און קו (211) פאַסאַץ.(ד) צו (ג) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַטור פּובלישינג גרופע (42).(איך) פאַרהעלטעניש פון אָקסיגענאַטעס און כיידראָוקאַרבאַנז ווי אַ פונקציע פון ​​פּאָטענציעל אויף קו (111), קו (751), און קו (100).(דזש) קאָאָרדינאַטיאָן נומערן פֿאַר קו (111), קו (100) און קו (751).(איך) און (דזש) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַשאַנאַל אַקאַדעמי פון ססיענסעס (97).(ק) סכעמע פון ​​​​די טראַנספאָרמאַציע פּראָצעס פון קו נפּס צו קוביק-ווי קופּער.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די נאַשאַנאַל אַקאַדעמי פון ססיענסעס (98).(ל) סעם בילדער פון נאַנאָדענדריטיק קופּער איידער און נאָך ECR.רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (99).

סעלעקטיוו ויסשטעלן פון קריסטאַל פאַסאַץ פֿאַר עלעקטראָקאַטאַליסץ איז דעמאַנסטרייטיד ווי אַ עפעקטיוו און סטרייטפאָרווערד צוגאַנג צו דערגרייכן ימפּרוווד FE צו ספּעציפיש ECR פּראָדוקטן און אַ וויכטיק וועג פֿאַר פונדאַמענטאַל פארשטאנד.פּשוט אָבער סקאַלאַבלע סינטעז פון איין-קריסטאַל קאַטאַליסץ איז טשאַלאַנדזשינג.ינספּייערד דורך די גאַלוואַנאָסטאַטיק טשאַרדזשינג-אָפּזאָגן (GCD) פּראָצעדור פֿאַר באַטעריז, אונדזער גרופּע דעוועלאָפּעד אַ מעטאַל יאָן סייקלינג אופֿן (פיג. 6 ד) צו סאַלעקטיוולי ויסשטעלן די קריסטאַל פאַסעט פון אַ קו קאַטאַליסט (42).נאָך 100 גקד סייקאַלז, אַ געדיכט קו נאַנאָקובע מענגע איז געשאפן אויף די קו שטער מיט יקספּאָוזד (100) פאַסאַץ (פיגורע 6, E צו ג).די 100-ציקל קאַטאַליסט דערלאנגט אַ קוילעלדיק C2+ אַלקאָהאָל פע פון ​​מער ווי 30% און אַ קאָראַספּאַנדינג C2+ אַלקאָהאָל קראַנט געדיכטקייַט פון מער ווי 20 מאַ סענטימעטער-2.אָבער, די 10-ציקל קו מיט אַ נידעריקער פאַרהעלטעניש פון די (100) פאַסעט בלויז געפֿינט אַ C2 + אַלקאָהאָל פע פון ​​~ 10%.דפט סימיאַליישאַן באשטעטיקט אַז די קו (100) און סטעפּט (211) פאַסאַץ זענען מער גינציק פֿאַר C─C קאַפּלינג איבער קו (111), ווי געוויזן אין Fig. 6H.א מאָדעל קאַטאַליסט, עפּיטאַקסיאַל קו פילם מיט פאַרשידענע יקספּאָוזד פאַסאַץ, איז געניצט צו באַשטימען די אַקטיוו-פּלאַץ מאָוטיפס צו C2 + אָקסיגענאַטע פּראָדוקציע (Fig. 6I) (97).זינט עס איז סטאַטיסטיש ווייניקער מסתּמא פֿאַר אַ CO * דימער צו זיין שכייניש צו H * אַטאָמס אויף אַ ייבערפלאַך מיט ווייניקערע שכנים, נידעריקער-קאָאָרדאַנייטיד Cu זייטלעך קען פאַרשטיקן די פאָרמירונג פון כיידראָוקאַרבאַנז און פירן צו ימפּרוווד C2 + אָקסיגענאַטע פע ווייַל עס איז מער שווער צו כיידראַדזשאַנייט C─C קאַפּאַלד ECR ינטערמידיאַץ אויף זייַן ייבערפלאַך (97).אין די עפּיטאַקסיאַל Cu פילם לערנען, די מחברים באשטעטיקט אַז די ECR אויף די Cu (751) פאַסעט געוויזן ימפּרוווד אָקסיגענאַטע / כיידראָוקאַרבאַן פאַרהעלטעניש.די ענכאַנסמאַנט קען זיין אַסקרייבד צו די ייבערפלאַך קו אַטאָם דזשיאַמאַטרי פון פאַרשידענע קו פאַסאַץ און די קאָראַספּאַנדינג נידעריקער דורכשניטלעך קאָואָרדאַנייטיד נומער (פיג. 6 דזש), ווו קו אַטאָם קאָואָרדאַנייטיד, ריספּעקטיוולי, מיט צוויי, פיר, און זעקס ניראַסט שכנים אויף קו (751), קו (100) און קו (111) פאַסאַץ.אין סיטו מאָרפאָלאָגי ריקאַנסטראַקשאַן איז אויך געניצט צו פֿאַרבעסערן C2+ אָקסיגענאַטע פע.אַן אַקטיוו קוב-ווי קו קאַטאַליסט איז דעוועלאָפּעד דורך יאַנג און קאָו-טוערס (98), וואָס געוויזן ימפּרוווד C─C קאַפּלינג פאָרשטעלונג.אין דעטאַל, מאָנאָדיספּערס קו נפּס (6.7 נם) מיט פאַרשידענע לאָודינג זענען דאַפּאַזיטיד אויף טשאַד פּאַפּיר שטיצן ווי אַ קאַטאַליסט פֿאַר ECR.דאָך, געוואקסן פע פון ​​C2+ אָקסיגענאַטעס איז באמערקט מיט די פאַרגרעסערן אין Cu NP לאָודינג.עס איז געוויזן אַז דענסלי פּאַקט קו נפּס אונטער הויך לאָודינג טנאָים אַנדערווענט אין סיטו מאָרפאַלאַדזשיקאַל טראַנספאָרמאַציע בעשאַס ECR, אין וואָס קוב-ווי מאָרפאָלאָגיעס זענען לעסאָף געשאפן (Fig. 6 ק).דער ניי געשאפן סטרוקטור איז געפונען צו זיין מער עלעקטראָקאַטאַליטיש אַקטיוו.טאַפעל אַנאַליסיס סאַגדזשעסטיד אַז CO דימעריזיישאַן איז די קורס-דיטערמאַנינג שריט פֿאַר C2 פּראָדוקט פאָרמירונג, כוועראַז אַז פון n-פּראָפּאַנאָל געוויזן אַ דיסקרעטע פּאַטוויי אין דעם קאַטאַליטיק סיסטעם.נאַנאָדענדריטיק קופּער איז אן אנדער בייַשפּיל וואָס ווייזט די וויכטיקייט פון מאָרפאָלאָגי קאָנטראָל פֿאַר C2 + אָקסיגענאַטע פּראָדוקציע (99).בעקיצער, די גאַנץ FE פון די געזונט-דיפיינד קופּער נאַנאָדענדריטע (Fig. 6 ל) פֿאַר C2 + אַלקאָהאָל איז געווען וועגן 25% ביי -1.0 V קעגן RHE.אַן ימפּרעסיוו n-פּראָפּאַנאָל פע פון ​​13% קען זיין אַטשיווד ביי -0.9 V. קאָנסידערינג די הויך טעטיקייט פון Cu אַטאָם, קופּער-באזירט קאַטאַליסץ שטענדיק ליידן פון סטראַקטשעראַל דערנידעריקונג בעשאַס ECR, ספּעציעל אין הויך אָוווערפּאָטענטיאַל, וואָס, אין קער, פירט צו נעבעך. פעסטקייַט.אָבער, אַזאַ אַ נאַנאָדענדריטיק קופּער יגזיבאַטאַד גוט פעסטקייַט פֿאַר אַלקאָהאָל פּראָדוקציע, ווייזונג אַן אַלקאָהאָל FE פון ~ 24% איבער 6 שעה.

חסרונות פון עלעקטראָקאַטאַליסץ, אַזאַ ווי אַטאָם וואַקאַנסיעס און דאָפּאַנץ, ווייַזן די מעגלעכקייט פון אַדסאָרבינג אַנקאַנווענשאַנאַל ECR ינטערמידיאַץ און, אַזוי, סאַלעקטיוולי פֿאַרבעסערן די קאָראַספּאַנדינג וועג צו אָקסיגענאַטעס (29, 43, 100).גענומען * C2H3O ווי אַ בייַשפּיל, וואָס איז די פּאָטענציעל פּענאַלטאַמאַט ינטערמידייט פֿאַר עטאַלין און עטאַנאָל פּראָדוקציע, Sargent און קאָו-טוערס (43) געלערנט די ראָלע פון ​​חסרונות אין אַ האַרץ-שאָל קו עלעקטראָקאַטאַליסט אין דעטאַל.זיי טעאָרעטיש געוויזן אַז די אָפּרוף ענערגיע באַריערז פֿאַר עטאַלין און עטאַנאָל פאָרמירונג זענען ענלעך אין דער פרי C─C קאַפּלינג בינע (0.5-V אָוווערפּאָטענטיאַל) (Fig. 7A).אונטער אַזאַ אַ צושטאַנד, די הקדמה פון קופּער פרייַ אָרט וואָלט אַ ביסל פאַרגרעסערן די ענערגיע שלאַבאַן פֿאַר עטאַלין פאָרמירונג, אָבער עס האט קיין השפּעה אויף די עטאַנאָל דור (Fig. 7 ב).אָבער, ווי געוויזן אין Fig. 7C, קופּער קאַטאַליסץ מיט פרייַ אָרט און סאַבסערפאַסע שוועבל דאָפּאַנט קען באטייטיק פאַרגרעסערן די ענערגיע שלאַבאַן פֿאַר די עטאַלין מאַרשרוט, מאכן עס טהערמאָדינאַמיקאַללי אַנפייוועראַבאַל.אָבער, אַזאַ אַ מאָדיפיקאַטיאָן געוויזן אַ נעגלאַדזשאַבאַל ווירקונג אויף די עטאַנאָל פּאַטוויי.דעם דערשיינונג איז געווען ווייַטער יקספּערמענאַלי וועראַפייד.א האַרץ-שאָל סטראַקטשערד Cu2S-Cu מיט שעפעדיק ייבערפלאַך וואַקאַנסיעס (Cu2S-Cu-V; Fig. 7D) איז סינטאַסייזד.די פאַרהעלטעניש פון אַלקאָהאָל צו עטאַלין געוואקסן פון 0.18 אויף נאַקעט קו נפּס צו 0.34 אויף פרייַ אָרט-פריי Cu2S-Cu און דערנאָך צו 1.21 אויף Cu2S-Cu-V, כאָטש די גאַנץ FE פון C2+ פּראָדוקטן פֿאַר אַלע קאַטאַליסץ פארבליבן ענלעך (Fig. 7E) .די אָבסערוואַציע האט אנגעוויזן אַז די העכערונג פון אַלקאָהאָל סעלעקטיוויטי איז פארבונדן מיט די סאַפּרעשאַן פון עטאַלין פּראָדוקציע, קאָנסיסטענט מיט די DFT רעזולטאַט.אין אַדישאַן, כיסאָרן ינזשעניעריע פיעסעס אַ מער וויכטיק ראָלע פֿאַר מעטאַל-פריי טשאַד קאַטאַליסט זינט ריין טשאַד מאַטעריאַלס זענען ינאַקטיוו פֿאַר ECR.דאָפּאַנץ אַזאַ ווי ניטראָגען און באָראָן האָבן שוין געניצט צו טוישן די עלעקטראָניש סטרוקטור פון אַ טשאַד-באזירט קאַטאַליסט (31, 43, 100).פֿאַר בייַשפּיל, ניטראָגען-דאָפּט נאַנאָדיאַמאָנד (NDD) פילם אויף סיליציום סאַבסטרייט איז דעוואַלווד דורך Quan et al.(29) פֿאַר סעלעקטיוו אַסאַטייט פּראָדוקציע פון ​​ECR (Fig. 7F).די אַסאַטייט אָנסעט פּאָטענציעל איז געווען נידעריק ווי -0.36 וו קעגן RHE ניצן אַ NDD קאַטאַליסט, און די FE פֿאַר אַסאַטייט איז געווען מער ווי 75% אין אַ פּאָטענציעל קייט פון -0.8 צו -1.0 וו קעגן RHE.צו פֿאַרשטיין די אָנהייב פון אַזאַ אַן ימפּרעסיוו פֿאַרבעסערונג, NDD / Si ילעקטראָודז מיט פאַרשידענע ניטראָגען אינהאַלט אָדער ניטראָגען מינים זענען צוגעגרייט און ינוועסטאַגייטאַד (Fig. 7G).די מחברים געפונען אַז די העכער פאָרשטעלונג פון די NDD / Si קאַטאַליסט פֿאַר ECR קען זיין אַטריביאַטאַד צו זיין הויך אָוווערפּאָטענטיאַל פֿאַר הידראָגען עוואָלוציע און N דאָפּינג, ווו N-sp3C מינים איז העכסט אַקטיוו פֿאַר אַסאַטייט פּראָדוקציע.עלעקטראָקינעטיק דאַטן און ינפרערעד ספּעקטרום אין סיטו גילוי אַז דער הויפּט פּאַטוויי פֿאַר אַסאַטייט פאָרמירונג קען זיין CO2 → *CO2− → *(COO)2 → CH3COO−.אַחוץ ניטראָגען, באָראָן איז אן אנדער געזונט-יקספּלאָרד העטעראָאַטאָם צו רעגולירן די עלעקטראָניש סטרוקטור פון נאַנאָדיאַמאָנד.אָבער, באָראָן-דאָפּט נאַנאָדיאַמאָנד (בדד) פּרעפערענטשאַלי רידוסט CO2 צו פאָרמאַלדאַכייד אָדער פאָרמאַטע (101).דערצו, Quan און מיטאַרבעטער (102) דעמאַנסטרייטיד אַז באָראָן און ניטראָגען קאָ-דאַפּט נאַנאָדיאַמאָנד (BND) געוויזן סינערדזשיסטיק ווירקונג אויף ECR, וואָס קען באַקומען די באַגרענעצונג פון BDD און דערנאָך סאַלעקטיוולי פּראָדוצירן עטאַנאָל.BND1, BND2 און BND3 קאַטאַליסץ מיט פאַרשידענע ניטראָגען אינהאַלט און ענלעך באָראָן דאָפּינג לעוועלס זענען צוגעגרייט.ווי געוויזן אין Fig. 7H, די העכסטן סעלעקטיוויטי פון עטאַנאָל אַרויף צו 93% קען זיין אַטשיווד אויף די BND3 קאַטאַליסט ביי -1.0 V קעגן RHE, וואָס האט די העכסטן ניטראָגען דאָפּינג.טעאָרעטיש כעזשבן יללוסטראַטעד אַז די C─C קאַפּלינג פּראָצעס אויף BND איז געווען טערמאַדינאַמיקאַללי גינציק, ווו די באָראָן אַטאָם פּראָמאָטעד די כאַפּן פון CO2 און ניטראָגען דאָפּאַנט פאַסילאַטייטיד די כיידראַדזשאַניישאַן פון ינטערמידייט צו עטאַנאָל.כאָטש העטעראָאַטאָם-דאָופּט נאַנאָדיאַמאָנד איז ביכולת צו קאַנווערטינג CO2 אין מולטיקאַרבאָן אָקסיגענאַטעס מיט הויך סעלעקטיוויטי, די ECR טעטיקייט איז זייער לימיטעד ווייַל פון די פּאַמעלעך אָפּצאָל אַריבערפירן פּראָצעס (קראַנט געדיכטקייַט איז ווייניקער ווי 2 מאַ סענטימעטער-2).גראַפענע-באזירט מאַטעריאַל קען זיין אַ פּאָטענציעל לייזונג צו באַקומען די שאָרטקאָמינגס פון דימענט-באזירט קאַטאַליסץ.טהעאָרעטיקאַללי, די ברעג פּירידיניק N זייטלעך אין די גראַפענע שיכטע זענען גענומען ווי די אַקטיוו זייטלעך פֿאַר C─C קאַפּלינג (103).דאָס איז רעכט צו דעם פאַקט אַז די בייַזייַן פון פּירידיניק ען ביי ברעג זייטלעך קען בייַטן CO2 אין CO, וואָס קענען זיין ווייַטער קאַפּאַלד אין C2+ מאַלאַקיול (Fig. 7I).פֿאַר בייַשפּיל, די * C2O2 ינטערמידייט קען זיין סטייבאַלייזד אין ניטראָגען-דאַפּט טשאַד אין וואָס די צוויי C אַטאָמס זענען באַנדיד צו די פּירידיניק ען און זיין שכייניש C אַטאָם, ריספּעקטיוולי (103).די טעאָרעטיש פּראָגנאָז איז געווען וואַלאַדייטאַד מיט ניטראָגען-דאַפּטיד גראַפענע קוואַנטום פּונקט (NGQD) קאַטאַליסץ (31).נאָך די פּאַלוועראַזיישאַן פון ניטראָגען-דאַפּטיד גראַפענע שיץ (1-3 μם) (Fig. 7J), 1- צו 3-נם נגקדס זענען באקומען אין וואָס די געדיכטקייַט פון פּירידיניק ען אין ברעג זייטלעך איז געוואקסן דורך דרייַ אָרדערס פון מאַגנאַטוד.ביי -0.78 V קעגן RHE, די מאַקסימום FE פֿאַר C2+ אָקסיגענאַטעס קען דערגרייכן אַרויף צו 26%.אין דערצו, ווי געוויזן אין Fig. 7K, די פּאַרטיייש קראַנט געדיכטקייַט פֿאַר C2+ אָקסיגענאַטעס איז נאָענט צו 40 מאַ סענטימעטער-2 ביי -0.86 V קעגן RHE, וואָס איז פיל העכער ווי אַז פון די מאַדאַפייד נאַנאָדיאַמאָנד.אין פאַרגלייַך, N-פֿרייַ גראַפענע קוואַנטום דאַץ און N-דאָפּט גראַפענע אַקסייד, וואָס ווייַזן פיל נידעריקער ברעג פּלאַץ פּירידיניק ען, בפֿרט יילדאַד H2, CO און פֿאָרמאַט.

(א צו C) גיבס פריי ענערגיע פון ​​*C2H3O צו עטאַלין און עטאַנאָל פֿאַר קופּער, קופּער מיט פרייַ אָרט, און קופּער מיט קופּער ליידיק און ונטערערד שוועבל.(ד) סכעמאַטיש געמעל פון די Cu2S-Cu-V קאַטאַליסט.(E) FE פון C2+ אַלקאָהאָלס און עטאַלין, ווי געזונט ווי די FE פאַרהעלטעניש פון אַלקאָהאָלס צו אַלקענעס.(א) צו (E) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַטורע פּובלישינג גרופע (43).(F) SEM בילד פון NDD.(ג) פּראָדוקציע רייץ פון אַסאַטייט און פאָרמאַט אויף NDD מיט פאַרשידענע ניטראָגען אינהאַלט.ביי %, אַטאָמישע %.(F) און (G) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (29).(ה) פעעס פֿאַר NDD, BDD און BNDs ביי -1.0 V. רעפּראָדוצירט מיט דערלויבעניש פון John Wiley און Sons (102).(איך) סכעמאַטיש געמעל פון די אַקטיוו זייטלעך פֿאַר C─C קאַפּלינג אין NGQDs.(איך) איז ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די אמעריקאנער כעמישער געזעלשאפט (103).(J) TEM בילד פון NGQDs.וואָג באַרס, קסנומקס נם.(ק) טייל קראַנט דענסאַטיז פֿאַר פאַרשידן פּראָדוקטן ניצן NGQDs.(דזש) און (ק) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַטור פּובלישינג גרופע (31).

ווייַטער פון עלעקטראָקאַטאַליסץ, ילעקטראָוד און קאַטאַליטיק רעאַקטאָר אַרקאַטעקטשער פּלאַן פאָרשטעלן אן אנדער עפעקטיוו מאַרשרוט צו בוסט די ECR פאָרשטעלונג, ספּעציעל פֿאַר פּראָדוקציע קורס און ענערגיע עפעקטיווקייַט.באַטייטיק ימפּרווומאַנץ האָבן שוין געמאכט אויף פּלאַן און פאַבריקיישאַן פון ראָמאַן עלעקטראָרעדוקטיאָן סיסטעמען צו דערגרייכן העכסט עפעקטיוו C2+ פּראָדוקציע.אין דעם אָפּטיילונג, מיר וועלן דיסקוטירן די ECR ילעקטראָוד / רעאַקטאָר פּלאַן אין דעטאַל.

ה-טיפּ סעלז זענען יקסטענסיוולי געניצט אין לאַב-וואָג טעסץ, קאַנסידערינג זייער גרינג פֿאַרזאַמלונג, גרינג אָפּעראַציע און נידעריק פּרייַז.די סעלז זענען יקוויפּט מיט פרייַ קאַטאָוד און אַנאָוד טשיימבערז וואָס זענען פארבונדן דורך אַ יאָן-וועקסל מעמבראַנע (104, 105).די ערשטיק כיסאָרן פון דעם ה-טיפּ צעל איז די נידעריק CO2 סאָלוביליטי אין ייקוויאַס עלעקטראָליטע, וואָס איז בלויז 0.034 עם אונטער אַמביאַנט טנאָים, לימיטעד צו לימיטעד CO2 רעדוקציע קראַנט דענסאַטיז פון דזש <100 מאַ סענטימעטער-2 (64).דערצו, אנדערע ינטרינסיק דיסאַדוואַנטידזשיז, אַרייַנגערעכנט אַ לימיטעד ילעקטראָוד ייבערפלאַך געגנט און אַ גרויס ינטערעלעקטראָוד ווייַטקייט, האָבן ניט אַנדערש צו טרעפן די גראָוינג פאָרשונג רעקווירעמענץ (105, 106).פֿאַר C2+ פּראָדוקט דור, ה-טיפּ סעלז יוזשאַוואַלי ווייַזן נידעריק סעלעקטיוויטי אונטער הויך אָוווערפּאָטענשאַנז, למשל, 32% פֿאַר עטאַלין ביי -0.98 וו קעגן RHE (107), 13.1% פֿאַר n-פּראָפּאַנאָל ביי -0.9 וו קעגן RHE (99), און 20.4% פֿאַר עטאַנאָל ביי -0.46 V קעגן RHE (108), רעכט צו דער עמעס קאַמפּעטיטיוו הידראָגען עוואָלוציע.

צו אַדרעס די אויבן ישוז, די לויפן רעאַקטאָר איז געווען פארגעלייגט (15, 109).אין לויפן סעלז, גאַסאַז CO2 טייַך קענען זיין גלייך געניצט ווי פידז ביי קאַטאָוד, אַזוי לידינג צו באטייטיק ימפּרוווד מאַסע דיפיוזשאַן און פּראָדוקציע קורס (104, 110).פיגור 8A ווייזט די טיפּיש אַרקאַטעקטשער פון אַ לויפן צעל, ווו אַ פּאָלימער עלעקטראָליטע מעמבראַנע (PEM) געדינט ווי די ילעקטראָוד סעפּאַראַטאָר וואָס איז סאַנדוויטשד צווישן צוויי לויפן טשאַנאַלז.דער קאַטאַליסט איז ימאָובאַלייזד אַנטו אַ גאַז דיפיוזשאַן ילעקטראָוד (GDE) צו דינען ווי די קאַטאָוד ילעקטראָוד, אין וואָס גאַסאַז CO2 איז גלייַך פאסטעכער.די קאַטהאָליטע, אַזאַ ווי 0.5 M KHCO3, איז קאַנטיניואַסלי פלאָוד אין די דין שיכטע צווישן די קאַטאַליסט ילעקטראָוד און PEM.אין דערצו, די אַנאָוד זייַט איז טיפּיקלי סערקיאַלייטיד מיט אַ ייקוויאַס עלעקטראָליטע פֿאַר זויערשטאָף עוואָלוציע אָפּרוף (43, 110).קאַמפּערד מיט ה-טיפּ סעלז, די מעמבראַנע-באזירט לויפן סעלז ווייַזן פיל העכער ECR פאָרשטעלונג.פֿאַר בייַשפּיל, Sargent און קאָו-טוערס (43) עוואַלואַטעד די ECR פאָרשטעלונג פון די Cu2S-Cu-V קאַטאַליסט אין ביידע ה-טיפּ צעל און לויפן צעל, ווי דיפּיקטיד אין Fig. 8 (ב צו E).ניצן H-טיפּ סעלז, די מאַקסימום FE פֿאַר C2+ פּראָדוקטן איז געווען 41% מיט אַ גאַנץ קראַנט געדיכטקייַט פון ~30 מאַ סענטימעטער-2 אונטער -0.95 V קעגן RHE.אָבער, די FE פֿאַר C2+ פּראָדוקטן געוואקסן צו 53% מיט אַ גאַנץ קראַנט געדיכטקייַט לייכט יקסיד 400 מאַ סענטימעטער-2 אונטער -0.92 V קעגן RHE אין אַ לויפן סיסטעם.אַזאַ אַ באַטייטיק פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג ניצן די לויפן רעאַקטאָר קענען זיין אַסקרייבד צו די ענכאַנסט CO2 דיפיוזשאַן און סאַפּרעסט זייַט ריאַקשאַנז, דער הויפּט ערידזשאַנייטאַד פון די היגע גאַז-עלעקטראָליטע-קאַטאַליסט דרייַיק צובינד אַרקאַטעקטשער.

(א) א דיאַגראַמע פון ​​די לויפן עלעקטראָליזער מיט אַ זומד-אין סכעמאַטיש פון די ילעקטראָוד-עלעקטראָליטע צובינד.(א) איז ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון John Wiley און Sons (30).(ב צו E) פאַרגלייַך פון ECR פאָרשטעלונג ניצן ה-טיפּ צעל און לויפן צעל.(ב) צו (E) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון די נאַטורע פּובלישינג גרופע (43).(F צו ה) פאַרשידענע עלעקטראָליטעס געווענדט אין לויפן סעלז קעגן די ECR פאָרשטעלונג.(F) צו (H) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון John Wiley און Sons (30).(איך צו ק) סטרוקטור און פעסטקייַט פאָרשטעלונג פון די פּאָלימער-באזירט גאַז דיפיוזשאַן ילעקטראָוד.(איך) צו (ק) זענען ריפּראַדוסט מיט דערלויבעניש פון אַאַאַס (33).

די נול גאַפּ צעל איז אן אנדער ימערדזשינג קלאַס פון עלעקטראָליזערז, וואָס ווייַטער רימוווז די לויפן טשאַנאַלז אין לויפן סעלז און דריקן צוויי ילעקטראָודז צוזאַמען מיט אַ יאָן-בייַט מעמבראַנע אין צווישן.די קאַנפיגיעריישאַן קען באטייטיק פאַרמינערן מאַסע אַריבערפירן און עלעקטראָן אַריבערפירן קעגנשטעל און אַזוי פֿאַרבעסערן ענערגיע עפעקטיווקייַט, מאכן עס מער פיזאַבאַל אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז (110).די רעאַקטאַנץ פאסטעכער צו די קאַטאָוד קענען זיין אָדער CO2-סאַטשערייטאַד קאַטהאָליטע אָדער כיומידיד CO2 טייַך.וואַסער פארע אָדער ייקוויאַס עלעקטראָליטע איז מאַנדאַטאָרי פעד צו די אַנאָוד פֿאַר פּראָטאָן מעלדונג צו פאַרגיטיקן די אָפּצאָל פֿאַר די CO2 רעדוקציע מינים (111).Gutiérrez-Guerra עט על.(109) עוואַלואַטעד די פאָרשטעלונג פון די קו-אַק כייבריד קאַטאַליסט אין די נול ריס צעל און געמאלדן אַז אַסעטאַלדעכייד איז די הויפּט פּראָדוקט מיט אַ הויך סעלעקטיוויטי פון 60%.ווי אן אנדער מייַלע פון ​​דעם מיטל, עס איז זייער גרינג צו דרוקן די רעאַקטאַנט לויפן און באטייטיק פֿאַרבעסערן די היגע CO2 קאַנסאַנטריישאַן, אַזוי ריזאַלטינג אין גרויס קראַנט דענסאַטיז און הויך אָפּרוף ראַטעס (110).אָבער, די אַקסעלערייטיד יאָן וועקסל קורס אין נול ריס סעלז טענדז צו אַסידאַפיי די קאַטהאָליטע, שיפטינג די אָפּרוף צו H2 עוואָלוציע אַנשטאָט פון CO2 רעדוקציע (112).צו מאַכנ דעם פּראָבלעם, Zhou און קאָו-טוערס (112, 113) ינסערטאַד אַ באַפער שיכטע מיט אַ סערקיאַלייטינג ייקוויאַס עלעקטראָליטע צווישן די קאַטאָוד און מעמבראַנע צו האַלטן די געהעריק ף לעבן די קאַטאָוד פֿאַר CO2 רעדוקציע אָפּרוף.כאָטש פאַרשידן C2 + פּראָדוקטן זענען דיטעקטאַד אויף די יקער פון נול ריס סעלז, אַרייַנגערעכנט אַסאַטאָון, עטאַנאָל און n-פּראָפּאַנאָל, די FEs זענען נאָך לעפיערעך נידעריק.רובֿ רעפּאָרטעד שטודיום פאָקוס שטענדיק אויף C1 פּראָדוקטן וואָס אַרייַנציען ווייניקערע נומערן פון פּראָטאָן און עלעקטראָן טראַנספערס בעשאַס די רעדוקציע אָפּרוף.דעריבער, די פיזאַבילאַטי פון די נול ריס צעל פֿאַר C2 + פּראָדוקטן איז נאָך אונטער דעבאַטע (110).

דערצו, מיקראָפלוידיק עלעקטראָליטיק סעלז (מעקס) זענען אַ מין פון העכסט אַטראַקטיוו עלעקטראָליזער קאַנפיגיעריישאַן דעוועלאָפּעד דורך קעניס און קאָו-טוערס (39, 114).אין דעם מיטל, די מעמבראַנע איז ריפּלייסט דורך אַ דין פּלאַץ (<1 מם אין גרעב) אָנגעפילט מיט פלאָוינג עלעקטראָליטע טייַך צו באַזונדער די אַנאָוד און קאַטאָוד.די CO2 מאַלאַקיולז קען געשווינד דיפיוזד אין די ילעקטראָוד-עלעקטראָליטע צובינד לעבן קאַטאָוד, און די צוויי פאַרפעסטיקט GDEs זענען פלאַשט דורך פלאָוינג עלעקטראָליטע.אין פאַרגלייַך מיט מעמבראַנע-באזירט לויפן סעלז, MECs ניט בלויז ויסמיידן די הויך מעמבראַנע קאָס, אָבער אויך פאַרמינערן וואַסער פאַרוואַלטונג, וואָס דער הויפּט רעפערס צו די אַנאָוד טרוקן-אויס און קאַטאָוד פלאַדינג ווען אַפּערייטאַד אין הויך קראַנט געדיכטקייַט רעכט צו דער אָסמאָטיש שלעפּן פון וואַסער מאַלאַקיולז צוזאמען מיט. פּראָטאָן אַריבערפירן פון אַנאָוד צו קאַטאָוד אַריבער די מעמבראַנע (115).ווי ווייַט ווי מיר וויסן, טראָץ די באמערקט מעריץ און דערגרייכונגען, אַ מינימאַל נומער פון שטודיום האָבן אַטשיווד C2+ פּראָדוקטן אין די אָריגינעל MECs.דאָס איז מיסטאָמע געפֿירט דורך די "פלאָוטינג" ווירקונג אַז פּראָטאָנס געשאפן אין די אַנאָוד זענען לייכט ויסגעשעפּט פון די קאַטאָוד געגנט אָדער געוואשן אַוועק דורך די פלאָוינג עלעקטראָליטע, אלא ווי פּאַרטיסאַפּייטינג אין די קייפל פּראָטאָן פארלאנגט C2 + פאָרמירונג אָפּרוף.די ספּעקולאַציע קען זיין באשטעטיקט דורך די פאלגענדע בייַשפּיל.אין 2016, קעניס און מיטאַרבעטער (31) געמאלדן די געראָטן רעדוקציע פון ​​CO2 צו C2+ פּראָדוקטן אויף אַ מאַדאַפייד און מעמבראַנע-מיט MEC, אין וואָס NGQDs קען רעדוצירן CO2 מאַלאַקיולז צו C2+ מיט 55% פע (31% פֿאַר עטאַלין, 14% פֿאַר עטאַנאָל, 6% פֿאַר אַסאַטייט און 4% פֿאַר n-פּראָפּאַנאָל) אין אַ געווענדט פּאָטענציעל פון -0.75 V קעגן RHE אין 1 M KOH לייזונג.עס איז וויכטיק צו פונט אויס אַז אַן עלעקטראָליטע סוויווע קען אויך באטייטיק ווירקן די פּראָדוקט סעלעקטיוויטי.למשל, Jiao און מיטאַרבעטער (30) סינטאַסייזד אַ נאַנאָפּאָראָוס קו קאַטאַליסט און דערנאָך טעסטעד זיין ECR פאָרשטעלונג מיט פאַרשידענע עלעקטראָליטעס (KHCO3, KOH, K2SO4 און KCl) אין אַ מעמבראַנע-באזירט MEC.זיי אנטפלעקט אַז די CO2 רעדוקציע אין אַלקאַליין עלעקטראָליטע (KOH) יגזיבאַץ די העכסטן C2+ סעלעקטיוויטי און קראַנט געדיכטקייַט, ווי געוויזן אין Fig. 8 (F און G).ביי -0.67 V קעגן RHE אין 1 M KOH עלעקטראָליטע, די באקומען FE פֿאַר C2+ ריטשאַז אַרויף צו 62% מיט אַ פּאַרטיייש קראַנט געדיכטקייַט פון 653 מאַ סענטימעטער-2, וואָס איז צווישן די העכסטן קראַנט דענסאַטיז וואָס האָבן אלץ געווען רעפּאָרטעד אין עלעקטראָטשעמיקאַל CO2 רידאַקשאַנז צו C2+ פּראָדוקטן.עטהילענע (38.6%), עטאַנאָל (16.6%) און n-פּראָפּאַנאָל (4.5%) זענען די הויפּט C2+ פּראָדוקטן מיט אַ קליין סומע פון ​​אַסאַטייט.זיי אויך אנגעוויזן אַז עס איז אַ שטאַרק קאָראַליישאַן צווישן די קאַלקיאַלייטיד ייבערפלאַך ף און FE פֿאַר C2+ פּראָדוקטן: די העכער די ייבערפלאַך ף, די העכער קראַנט געדיכטקייַט און C2+ פּראָדוקטן טראָגן, ווי דיפּיקטיד אין Fig. 8H.די טעאָרעטיש כעזשבן פארגעלייגט אַז די נאָענט-ייבערפלאַך אָה- ייאַנז קען שטארק פאַסילאַטייט C─C קאַפּלינג (31).

אין אַדישאַן צו די עלעקטראָליזער קאַנפיגיעריישאַן, די עלעקטראָליטע געווענדט אין פאַרשידענע עלעקטראָליזערז קען אויך באטייטיק טוישן די לעצט ECR פּראָדוקטן.ווי מיר דערמאנט אויבן, העכסט אַלקאַליין KOH סאַלושאַנז זענען שטענדיק געניצט אין לויפן סעלז מיט ויסגעצייכנט פאָרשטעלונג אלא ווי אין ה-טיפּ סעלז.עס איז אַסקרייבד צו די פאַקט אַז KOH עלעקטראָליטע קען צושטעלן העכער עלעקטראָליטע קאַנדאַקטיוואַטי, פאַרמינערן אָמיק קעגנשטעל צווישן די דין עלעקטראָליטע קאָוטינג אויף קאַטאַליסט און פאַרנעם עלעקטראָליטע, און ווייַטער פאַרמינערן די פארלאנגט אָוווערפּאָטענטיאַלס פֿאַר C2+ פאָרמירונג (31).די DFT רעזולטאַטן נאָך באַשטעטיקן אַז די בייַזייַן פון OH- ייאַנז קען נידעריקער די ענערגיע שלאַבאַן פֿאַר CO דימעריזיישאַן, אַזוי בוסטינג די C2 + פאָרמירונג און סאַפּרעסינג די פאַרמעסט פון C1 און H2 פאָרמירונג (30, 33).אָבער, אַלקאַליין KOH קען נישט זיין געוויינט ווי עלעקטראָליטע אין ה-טיפּ סעלז.דאָס איז ווייַל CO2 סטרימז וועט ראַפּאַדלי רעאַגירן מיט KOH סאַלושאַנז און לעסאָף שאַפֿן אַ בייקאַרבאָנאַטע לייזונג מיט נייטראַל ף אין ה-טיפּ סעלז (30).אין לויפן סעלז, אָבער, אַמאָל די CO2 דיפיוזיז דורך די GDE, די CO2 מאַלאַקיולז וועט זיין קאַנסומד אין די דרייַיק גרענעץ פאַסע (CO2-קאַטאַליסט-עלעקטראָליטע) צו פאָרעם רידוסט פּראָדוקטן מיד.חוץ, די נעבעך באַפערינג קאַפּאַציטעט פון די עלעקטראָליטע איז ביכולת צו געשווינד פאַרגרעסערן די ף אַרום די ילעקטראָוד אין סטיישאַנערי עלעקטראָליזער קאַנפיגיעריישאַנז, כוועראַז די פלאָוינג עלעקטראָליטע וועט דערפרישן די ייבערפלאַך און מינאַמייז די pH פלאַקטשויישאַן אין די עלעקטראָליטע (33, 116).

ווי אַפאָרמענשאַנד אַז ECR איז אַ דיפיוזשאַן-קאַנטראָולד אָפּרוף, הויך אָפּרוף דרוק קען אויך באטייטיק פאַרבעסערן די פאַרנעם און צובינד CO2 קאַנסאַנטריישאַן.די פּראָסט הויך-דרוק רעאַקטאָרס זענען ענלעך צו די ומבאַפלעקט שטאָל אַוטאָקלאַוו, אין וואָס הויך-דרוק CO2 (אַרויף צו 60 אַטם) קען זיין באַקענענ אין דער צעל, וואָס פירן צו אַ מערקווירדיק פאַרגרעסערן אין די FE און די קראַנט געדיכטקייַט פון C2+ (117) , 118 ).Sakata און קאָו-טוערס (119) געוויזן אַז די קראַנט געדיכטקייַט קען זיין ימפּרוווד צו 163 מאַ סענטימעטער-2 אונטער 30 אַטם אויף אַ קו ילעקטראָוד מיט עטאַלין ווי די הויפּט פּראָדוקט.פילע מעטאַל קאַטאַליסץ (למשל Fe, Co, און Ni), מיט קיין טעטיקייט פֿאַר C2+ פּראָדוקציע אין אַמביאַנט דרוק, קען רעדוצירן CO2 צו עטאַלין, עטהיין, פּראָפּאַנע, און אנדערע הויך-סדר C2+ פּראָדוקטן ביי עלעוואַטעד פּרעשערז.עס איז דעמאַנסטרייטיד אַז די סעלעקטיוויטי פון די פּראָדוקטן שטארק דעפּענדס אויף די CO2 דרוק אין די שטייגער פון אָלטערינג די אַוויילאַבילאַטי פון CO2 אויף די ילעקטראָוד ייבערפלאַך (117, 120).די הויפּט רידוסט פּראָדוקטן זענען אָלטערד פון H2 צו כיידראָוקאַרבאַנז (C2 + אַרייַנגערעכנט) און לעסאָף צו CO / HCOOH מיט געוואקסן CO2 דרוק.נאָוטאַבלי, די CO2 דרוק זאָל זיין קערפאַלי מאָניטאָרעד ווייַל יבעריק הויך אָדער נידעריק CO2 פּרעשערז וואָלט ינדוסירן יבעריק אָדער לימיטעד CO2 דיפיוזשאַן קורס, וואָס טענדז צו טויווע די פּראָדוקציע פון ​​CO / HCOOH אָדער H2.בלויז אַ קאַמפּאַטאַבאַל סומע פון ​​ינטערמידייט CO און קראַנט געדיכטקייַט וואָס דזשענערייטאַד אויף די ילעקטראָוד ייבערפלאַך קען פאַסילאַטייט די C─C קאַפּלינג אָפּרוף און פֿאַרבעסערן C2+ פּראָדוקט סעלעקטיוויטי (119).

דיזיינינג אַ ראָמאַן ילעקטראָוד מיט אַוואַנסירטע סטראַקטשערז איז אן אנדער וויכטיק ריכטונג צו פאַרבעסערן די סעלעקטיוו C2+ פּראָדוקציע.אין דער פרי בינע, די אַרבעט ילעקטראָודז זענען ניט-פּאָרעאַס מעטאַל פאָולז און ליידן פון פויל מאַסע אַריבערפירן (26, 105).ווי אַ רעזולטאַט, GDE איז געווען פארגעלייגט צו גרינגער מאַכן די נעבעך צעל פאָרשטעלונג דורך פּראַוויידינג כיידראָופאָביק טשאַנאַלז וואָס פאַסילאַטייט CO2 דיפיוזשאַן צו קאַטאַליסט פּאַרטיקאַלז (121).די קאַנווענשאַנאַל גדע יוזשאַוואַלי קאַמפּרייזיז אַ קאַטאַליסט שיכטע (קל) און אַ גאַז דיפיוזשאַן שיכטע (גדל), ווי געוויזן אין דער נידעריקער טייל פון פיג. 8 אַ (30, 33).די גאַז-פליסיק-קאַטאַליסט צובינד געשאפן אין GDE איז קריטיש צו פֿאַרבעסערן די צעל פאָרשטעלונג.די GDL פארזאמלט מיט פּאָרעז מאַטעריאַלס (טיפּיקלי טשאַד פּאַפּיר) קען צושטעלן שעפעדיק CO2 פּאַטווייז און ענשור אַ גיך דיפיוזשאַן קורס פון עלעקטראָליטע.עס אויך אקטן ווי אַ נידעריק-קעגנשטעל טראַנספּערטיישאַן מיטל פֿאַר פּראָטאָנס, עלעקטראָנס און רעדוקציע פּראָדוקטן פון די קל אין די עלעקטראָליטע (121).קאַפּ קאַסטינג, אַירברושינג און עלעקטראָדעפּאָסיטיאָן זענען די פּראָסט טעקנאַלאַדזשיז פֿאַר צוגרייטונג פון GDEs (122).קאַטאַליסץ אַסעמבאַלד מיט GDEs האָבן שוין ינטענסיוולי ינוועסטאַד אין CO2 עלעקטראָרעדוקציע צו C2 + פּראָדוקטן.נאָוטאַבלי, די אַפאָרמענשאַנד לויפן סעלז מיט גינציק פאָרשטעלונג זענען אַלע קאַפּאַלד מיט GDEs.ווי פרי ווי 1990, Sammells און קאָו-טוערס (123) געמאלדן אַז קו-קאָוטאַד GDEs אַטשיווד הויך פע פון ​​53% פֿאַר עטאַלין מיט אַ הויך געדיכטקייַט פון 667 מאַ סענטימעטער-2.ענכאַנסינג די סעלעקטיוויטי פון עטאַלין און עטאַנאָל איז אַ הויפּט אַרויסרופן וואָס איז שטענדיק קאָופּראָדוצירט אויף קו-באזירט קאַטאַליסץ ווייַל פון זייער ענלעך מעטשאַניסטיק אָפּרוף פּאַטווייז.דערצו, עס איז וויכטיק צו פונט אויס אַז די עלעוואַטעד פּראָודאַקטיוויטי און סעלעקטיוויטי פון עטאַלין קאַמפּערד מיט עטאַנאָל זענען באמערקט אויף Cu-באזירט GDE (25, 36).Gewirth און מיטאַרבעטער (36) האָבן געוויזן אַ ויסגעצייכנט פע פון ​​60% פֿאַר עטאַלין און אַ סאַפּרעסט פע פֿאַר עטאַנאָל פון 25% אויף ילעקטראָודפּאַזיטיד Cu-Ag GDE, ווען די גאַנץ קראַנט געדיכטקייַט ריטשט ~300 מאַ סענטימעטער-2 ביי -0.7 וו קעגן RHE.עס איז אַ זעלטן ווערק וואָס דערגרייכט אַזאַ אַ הויך סעלעקטיוויטי אין אַ גרויס קראַנט געדיכטקייַט.דער דערגייונג סאַגדזשעסץ אַז אַ GDE-ינקאָרפּערייטיד ילעקטראָוד גיט אַ פּראַמאַסינג אַוועניו פֿאַר טונינג די אָפּרוף פּאַטווייז, אין וואָס די סעלעקטיוויטי פון רידוסט פּראָדוקטן קענען זיין באקומען אין הויך קראַנט דענסאַטיז.

די פעסטקייַט פון GDEs איז אויך אַ באַטייטיק אַרויסגעבן וואָס זאָל זיין גערעדט ווייַל סטאַביל לאַנג-טערמין אָפּעראַציע איז יקערדיק צו פאַרשטיין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן פֿאַר לויפן סעלז.טראָץ די בוילעט CO2-צו-C2 + פאָרשטעלונג מיט GDEs, די פעסטקייַט איז נאָך נעבעך רעכט צו דער שוואַך מעטשאַניקאַל אַדכיזשאַן פון די קאַטאַליסט, GDL און בינדער לייַערס (77, 124).די טשאַד ייבערפלאַך פון GDL קען טוישן פון כיידראָופאָביק צו כיידראָופיליק בעשאַס די עלעקטראָטשעמיקאַל אָפּרוף רעכט צו דער אַקסאַדיישאַן אָפּרוף וואָס איז פארגעקומען ביי עלעוואַטעד אָוווערפּאַטענטיאַלס, וואָס פירט צו די פלאַדינג אין GDL און אַבסטראַקטיד CO2 דיפיוזשאַן פּאַטווייז (33).צו סאָלווע דעם פּראָבלעם, ריסערטשערז ינאַגרייטיד הידראָפאָביק סקאַפאַלד פון פּאָליטעטראַפלואָראָטהילענע (PTFE) אין GDEs.קאַמפּערד מיט הידראָפיליק נאַפיאָן, אַ כיידראָופאָביק פּטפע שיכטע רענדערז אַ העכער לאַנג-טערמין פעסטקייַט (33).Sargent און קאָו-טוערס (33) פארזאמלט אַ קו קאַטאַליסט צווישן די אפגעשיידט PTFE און טשאַד נפּס, אין וואָס די כיידראָופאָביק PTFE שיכטע קען ימאָובאַלייז די נפּס און גראַפייט לייַערס, אַזוי קאַנסטראַקטינג אַ סטאַביל ילעקטראָוד צובינד (Fig. 8, איך און דזש).ווי אַ רעזולטאַט, די FE פֿאַר עטאַלין פּראָדוקציע איז געוואקסן צו 70% אין 7 M KOH לייזונג אין קראַנט דענסאַטיז פון 75 צו 100 מאַ סענטימעטער-2.די לעבן שפּאַן פון דעם לויפן רעאַקטאָר איז געווען עקסטענדעד צו מער ווי 150 שעה מיט נעגלאַדזשאַבאַל אָנווער אין עטאַלין סעלעקטיוויטי, וואָס איז 300-פאַרלייגן מער ווי טראדיציאנעלן גדעס, ווי געוויזן אין Fig. 8K.אַזאַ אַ סענדוויטש סטרוקטור איז דעמאַנסטרייטיד צו זיין אַ ויסגעצייכנט GDE פּלאַן.פֿאַר בייַשפּיל, Cui און קאָו-טוערס (124) דיזיינד אַ טרילייַער סטרוקטור מיט אַן אַקטיוו ילעקטראָוד שיכטע קליפּט דורך צוויי כיידראָופאָביק נאַנאָפּאָראָוס פּאַליעטאַלין פילמס.די ויסווייניקסט הידראָפאָביק לייַערס קען פּאַמעלעך די עלעקטראָליטע פלאַקס פון די פאַרנעם לייזונג, לידינג צו סטאַביל, הויך היגע ף אַרום די ארבעטן ילעקטראָוד.אָפּטימיזאַטיאָן פון די ינטערלייער פּלאַץ, וואָס קענען פֿאַרבעסערן CO2 אַריבערפירן און אַדסאָרפּטיאָן, איז אויך וויכטיק אין אַזאַ אַ פּלאַן (124).לעצטנס, טשאַד נאַנאָטובעס זענען אויך ינאַגרייטיד אין די GDE ווייַל פון זייער הויך פּאָראָסיטי, גוט קאַנדאַקטיוואַטי און כיידראָופאָוביקייט, וואָס קען פאַסילאַטייט עלעקטראָן און מאַסע טראַנספּערטיישאַן (77).

טראָץ די יקסייטינג פּראָגרעסאַז אויף ECR, סטראַטעגיעס פֿאַר נידעריק-פּרייַז, גרויס-וואָג C2+ פּראָדוקט דור זענען ראַרעלי פאָרשטעלן (125).אין דעם בינע, די טשאַלאַנדזשיז און אַפּערטונאַטיז זענען קאַנקעראַנט צו פֿאַרשטיין די אָפּרוף מעקאַניזאַמז פון ECR און קאַמערשאַלייז דעם פּראַמאַסינג טעכנאָלאָגיע.

ווי אַן עלעגאַנט לייזונג צו פאַרמאַכן די טשאַד שלייף און קראָם ינטערמיטאַנט רינואַבאַל ענערגיע, אַזאַ ווי ווינט און זונ, היפּש פּראָגרעסיז זענען געמאכט צו דערגרייכן עפעקטיוו קאָ 2 קאַנווערזשאַן אין די לעצטע דעקאַדעס.כאָטש די פארשטאנד פון די פּראַסעסאַז פֿאַרבונדן מיט ECR איז געווען אַ לאַנג וועג זינט זיין פרי טעג (126), די C─C קאַפּלינג דורך ECR צו C2+ פּראָדוקטן איז נאָך ווייַט פון גרייט פֿאַר פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן.אין דעם רעצענזיע, מיר האָבן אַ דיטיילד קוק אין די קראַנט סטראַטעגיעס וואָס קענען העכערן די סעלעקטיוויטי און פּראָדוקציע קורס פֿאַר C2+ פּראָדוקטן דורך ECR, אַרייַנגערעכנט טונינג פון פייַן קאַטאַליסט, עלעקטראָליטע יפעקץ, עלעקטראָטשעמיקאַל טנאָים און עלעקטראָטשעמיקאַל ילעקטראָוד / רעאַקטאָר פּלאַן.

טראָץ אַלע די מי געשטעלט אין ECR, עס זענען נאָך פילע פראבלעמען מיט די קראַנט קאַטאַליסץ און ECR סיסטעם וואָס מוזן זיין אַדרעסד איידער קאַמערשאַלייזינג ECR.ערשטער, ווי די דאַמאַנייטינג קאַטאַליסט צו פאַרשטיין עפעקטיוו C─C קאַפּלינג, Cu סאַפערז פון ערנסט פעסטקייַט ישוז, ספּעציעל אין ייקוויאַס עלעקטראָליטע, און קענען ראַרעלי בלייַבנ לעבן פֿאַר 100 שעה רעכט צו זייער הויך אַטאָם מאָביליטי, פּאַרטאַקאַל אַגגרעגאַטיאָן און סטרוקטור דיטיריעריישאַן אונטער ECR טנאָים.אזוי, ווי צו דערגרייכן לאַנג-טערמין פעסטקייַט ניצן אַ קו-באזירט קאַטאַליסט איז נאָך אַן אָפֿן אַרויסרופן.אַנגקערינג די קו-באזירט קאַטאַליסט אויף ספּעציפיש שטיצן מיט שטאַרק ינטעראַקשאַן קען זיין אַ פאַרלאָזלעך סטראַטעגיע צו ופהיטן די קאַטאַליסט סטרוקטור / מאָרפאַלאַדזשי און אַזוי גיט אַ ימפּרוווד לעבן שפּאַן.דערצו, ניצן אַ פּאָלימער מעמבראַנע עלעקטראָליטע צו פאַרבייַטן די ייקוויאַס לייזונג בעשאַס ECR קענען מיסטאָמע ווייַטער פֿאַרבעסערן די פעסטקייַט פון די קו-באזירט קאַטאַליסט.אין אַדישאַן, פֿון דער פּערספּעקטיוו פון קאַטאַליסץ, אין סיטו / אין אָפּעראַנדאָ כאַראַקטעריזיישאַן טעקניקס און טעאָרעטיש מאָדעלינג זאָל אויך זיין געניצט צו מאָניטאָר און פֿאַרשטיין די קאַטאַליסט פאָרשטעלונג פאַרפוילן, אַזוי, אין קער, סאַפּרעסינג די דערנידעריקונג און פאַרסאַמונג פון קאַטאַליסט צו די לאָואַסט לעוועלס.אן אנדער וויכטיק אַרויסגעבן פון ECR קאַטאַליסץ וואָס זאָל זיין גערעדט איז צו מאַכן די סינטעז פּראָטאָקאָל ווייאַבאַל פֿאַר מאַסע פּראָדוקציע.צו דעם סוף, סטרימליינינג די סינטעטיש פּראָוסידזשערז מיט וויידלי בנימצא פידז איז בילכער.

צווייטנס, די דזשענערייטאַד C2+ אָקסיגענאַטעד פֿון ECR זענען יוזשאַוואַלי געמישט מיט סאָלוטעס (למשל, KHCO3 און KOH) אין די עלעקטראָליטע פֿאַר טראדיציאנעלן ה- אָדער לויפן-צעל רעאַקטאָרס, וואָס, אָבער, ריקווייערז עקסטרע צעשיידונג און קאַנסאַנטריישאַן פּראַסעסאַז צו צוריקקריגן ריין פליסיק ברענוואַרג סאַלושאַנז אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז.אין דער זעלביקער צייט, די יוואַלווד C2+ כיידראָוקאַרבאַנז זענען אויך געמישט מיט ה2 און ריזידזשואַל קאָ2.אזוי, אַ טייַער צעשיידונג פּראָצעס איז ינדיספּענסאַבאַל פֿאַר קראַנט ECR טעכנאָלאָגיע, וואָס ווייַטער כינדערז ECR פון פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן.דעריבער, ווי צו גלייַך און קאַנטיניואַסלי פּראָדוצירן ריין פליסיק ברענוואַרג סאַלושאַנז און ריין גאַז כיידראָוקאַרבאַנז, ספּעציעל מיט הויך פּראָדוקט קאַנסאַנטריישאַנז, איז זייער דיזייראַבאַל פֿאַר די פּראַקטיש דיפּלוימאַנט פון ECR.מיר אַזוי פאָרויסזאָגן די רייזינג וויכטיקייט פון דירעקט דור פון ריין פּראָדוקטן דורך ECR אין דעם לעבן צוקונפֿט, וואָס קען נעמען די ECR טעכנאָלאָגיע פיל נעענטער צו מאַרק (127).

דריט, בשעת די פאָרמירונג פון C─O און C─H קייטן, אַזאַ ווי עטאַנאָל, אַסעטיק זויער און עטאַלין, אין ECR טעכנאָלאָגיע איז שווער געלערנט, עקספּלעריישאַן פון אנדערע טייפּס פון פּראָדוקטן איז אויך וויכטיק פֿאַר ECR טעכנאָלאָגיע און ווייַזן שפּאָרעוודיק אינטערעס.פֿאַר בייַשפּיל, לעצטנס, האַן און קאָו-טוערס (128) געמאלדן די פּראָדוקציע פון ​​2-בראָמאָעטהנאָל דורך ECR.די אין סיטו פאָרמירונג פון C─Br בונד פארוואנדלען די פּראָדוקט פון עטאַנאָל צו 2-בראָמאָעטהנאָל, וואָס איז אַ וויכטיק בנין בלאָק אין כעמישער און פאַרמאַסוטיקאַל סינטעז און האט אַ העכער צוגעלייגט ווערט.אזוי, ווייַטער פון די קראַנט געזונט-געלערנט C2+ פּראָדוקטן, מיר גלויבן אַז טאַרגאַטינג פון אנדערע ראַרעלי יקספּלאָרד פּראָדוקטן אַזאַ ווי אָקסאַליק זויער (129) און סינטעז פון מער קאָמפּליצירט C2+ מאַלאַקיולז אַזאַ ווי סייקליק קאַמפּאַונדז איז אן אנדער פּראַמאַסינג מאַרשרוט פֿאַר צוקונפֿט ECR פאָרשונג.

לעצטע אָבער ניט קלענסטער, ראָמאַן ילעקטראָוד און רעאַקטאָר דיזיינז אַזאַ ווי וואָטערפּרוף GDE, פליסיק לויפן סעלז און PEM צעל זאָל זיין וויידלי אנגענומען צו בוסט די ECR פּראָדוקציע קורס צו געשעפט מדרגה (>200 מאַ סענטימעטער-2).אָבער, די גרויס דיסקרעפּאַנסי אין עלעקטראָקאַטאַליטיק טעטיקייט איז שטענדיק באמערקט ווען עלעקטראָקאַטאַליסץ זענען געווענדט צו די פול צעל פּרובירן.דעריבער, מער סיסטעמאַטיש שטודיום זאָל זיין דורכגעקאָכט צו מינאַמייז די ריס צווישן האַלב-צעל שטודיום און פול-צעל מיטל אַפּלאַקיישאַן צו ברענגען די ECR פון לאַב-וואָג פּרובירן צו פּראַקטיש נוצן.

אין קיצער, עלעקטראָטשעמיקאַל CO2 רעדוקציע אָפפערס גוט געלעגנהייט פֿאַר אונדז צו האַנדלען מיט די ינווייראַנמענאַל אַרויסגעבן פון אָראַנזשעריי גאַסאַז ימיטיד דורך מענטשלעך אַקטיוויטעטן.עס אויך ווייזט די מעגלעכקייט צו דערגרייכן ריין פיואַלז און קעמיקאַלז ניצן רינואַבאַל ענערגיע.כאָטש פילע טשאַלאַנדזשיז בלייבן פֿאַר ECR טעכנאָלאָגיע אין דעם קראַנט בינע, ספּעציעל פֿאַר די C─C קאַפּלינג פּראָצעס, עס איז געגלויבט אַז מיט פארבליבן פאָרשונג און אַנטוויקלונג אויף ביידע קאַטאַליסט אַפּטאַמאַזיישאַן און צעל פּערפעקשאַן, די פּערספּעקטיוו פון אַ פאַקטיש-וועלט CO2 עלעקטראָליסיס פֿאַר ריין ברענוואַרג און קעמיקאַלז וועט זיין איינגעזען אין דעם לעבן צוקונפֿט.

דאָס איז אַן אָפֿן-אַקסעס אַרטיקל וואָס איז פונאנדערגעטיילט אונטער די טערמינען פון די Creative Commons צושרייבן-ניט-קאַמערשאַל דערלויבעניש, וואָס דערלויבט נוצן, פאַרשפּרייטונג און רעפּראָדוקציע אין קיין מיטל, אַזוי לאַנג ווי די רעזולטאַט נוצן איז נישט פֿאַר געשעפט מייַלע און אויב די אָריגינעל אַרבעט איז רעכט. ציטירטן.

נאטיץ: מיר בעטן בלויז דיין בליצפּאָסט אַדרעס אַזוי אַז דער מענטש איר רעקאָמענדירן דעם בלאַט צו וויסן אַז איר געוואלט זיי זאָל זען עס, און אַז עס איז נישט אָפּפאַל פּאָסט.מיר טאָן ניט כאַפּן קיין בליצפּאָסט אַדרעס.

© 2020 אמעריקאנער אַססאָסיאַטיאָן פֿאַר די אַדוואַנסמאַנט פון וויסנשאַפֿט.אלע רעכטן רעזערווירט.AAAS איז אַ שוטעף פון HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef און COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.