卤化物有望改善二氧化碳转化率中使用的催化剂的性能。一组科学家研究了与卤化物有关的最新进展和挑战，并提供了对研究未来方向的看法。
该小组在杂志的评论论文中发表了他们的发现纳米研究能源2022年11月30日。
科学家正在寻求电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）作为一种有前途的技术，可帮助缓解全球变暖并储存可再生能源。为了使这项技术成功，需要低成本，有效的电催化剂。尽管有潜力2RR持有，由于催化剂活性和选择性，系统效率以及对反应途径的理解，其使用目前受到限制。强烈需要开发具有高活性和选择性的电催化剂，以便CO2电子技术以找到实际应用。
因此，研究小组对CO中卤离子的作用和机制进行了全面审查2RR过程有助于更好地指导有效的电催化剂的未来设计。“最终目标是设计更高效，更活跃的催化剂以进行CO的转换2进入增值化学物质和燃料。在碳利用中有很强的应用，”材料研究与工程研究所的研究人员Yanwei Lum说，科学，技术与研究机构。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
在他们的综述中，该小组探讨了卤离子在电催化剂的结构和形态上的作用。接下来，他们检查了卤化物离子与催化剂表面活性位点的价状态之间的关系。然后他们总结了卤化物增强CO的机制2转化效率，包括卤化离子参与电子转移的方式及其对反应途径的影响。他们以摘要和未来的前景结束了他们的研究。“我们希望聚焦并鼓励进一步研究卤素元素与CO的结合和相互作用2转换催化剂，Lum说。
团队重点介绍了他们认为需要深入调查和研究的三个领域。首先，团队建议设计模型系统以识别不同情况下的关键机制。该团队已经对卤化物有助于电化学CO的机制进行了分类。2在纳米结构重组，电子结构的调节和直接促进下还原。但是，这些因素都可以同时影响催化剂，这使得很难区分关键的催化剂。因此，要深入了解卤离子在CO中的作用2减少反应，团队认为有必要系统地设计明确定义的模型系统，以研究每种情况的关键机制。
他们的第二个建议是发展高级原位表征工具，以更好地了解卤化物的作用。在反应条件下，催化剂表面结构，活性位点，价状态和反应中间体可能会动态变化。但是，这些动态变化通常发生在极短的时间内，卤化物在该过程中的作用可能不会完全反映前态学习。所以团队建议先进原位应使用特征和方法来测量催化剂表面和结构变化。例如，原位X射线吸收光谱可用于在反应条件下研究催化剂的氧化态。原位可以使用透射电子显微镜来观察CO期间催化剂的纳米结构如何变化2减少。
他们的第三个建议是探索新的基于卤化物的催化剂体系结构。到目前为止，研究一直集中在开发卤化物改性金属的电催化剂上。除了这样的系统之外，还可能还有其他机会设计新型的电催化剂。例如，将卤素掺入碳催化剂中，并将有机卤化物化合物作为分子添加剂来增强电催化活性，这可能成为探索的新型高度有希望的途径。
研究小组包括来自国家信息光子学和光学通信和综合电路学院的Zebi Zhao和Ming Lei，北京邮政与电信大学的综合电路学院，以及来自材料研究所研究与工程机构的Jiquang Zhang Zhang＆Yanwei Lum欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球科学，技术和研究。
这项工作由中央大学的基本研究基金，国家关键信息光子学和光学通信，中国奖学金委员会以及A*Star职业发展奖的基础研究基金资助。
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