1、项目概况：各种减少温室气体（CO2）的技术得到大量的研究和探索。利用非 均相催化剂电化学C02还原（CO2RR）来生产一氧化碳、甲酸、乙 醇、甲醇等增值化学品，是一种有发展前景的C02还原途径。此方法模 拟了植物的光合作用过程。用于C02电还原的电极多为上述形式的金属 板、金属颗粒或基底上电沉积金属。然而，由于环境条件下的C02在水 中的溶解度较低，C02RR的反应速率和电流密度受到C02从本体到固 体电极表面的质量传递的限制。为改进还原过程，我们正在利用气体扩 散电极（GDE）来改善气液界面和催化剂表面的传质限制。此外，我们 还开发出一种对发电厂中通常伴随着废弃C02的杂质具有耐受性的催化 剂。在GDE采用这类耐杂质催化剂使这些系统可用于大型工业环境中废 弃C02的转化。 2、竞争优势：由于粒子与催化硏究小组（PCRG）在电解槽系统和电催化剂方面进行了多项创新，从而将提高C6RR在工业中的商业前景。这些竞争优 势概述如下：A.电解槽系统：粒子与催化研究小组（PCRG）开发了实验室规模的连续流电解槽系统,该系统可将废弃二氧化碳高产率地转化为增值化学品和燃料。该电解槽允许阴极电解液和阳极电解液流速的变化，以及纳入压力和温度等参数的变化。最后，使用内部技术制造膜电极组件（MEA）0电解槽系统集成了光电热交换技术，允许利用太阳能为电解槽供电，同时也利用热量提高系统效率。B.CO2RR纳米材料：粒子与催化研究小组配备了一系列纳米材料开发仪器，开发了许多用于C02转化为合成气以及H2生产的新型电催化剂。通过调整活性位点，我们能够定制高效、低成本的催化剂。例如，我们已经开发出许多Ni、C。和Fe封装在碳催化剂中，这些催化剂在能量转换方面非常活跃。此外，我们还利用火焰喷雾热解技术大量生产SnO2、Bi2O3和ZnO催化剂。最后，设计出通过缺陷工程（如缺陷介孔碳）和单原子分散（如碳架上的镣单原子）来提高典型惰性碳催化剂活性的策略。 3、市场潜力：与工业界一起拟实施的项目将提高大污染者以最低成本减少CO2的 意识和可能性，从而倡导采用这些技术来履行《巴黎协定》的义务。此 外，CO2RR产品因被用作后续化学制造的基础材料而在工业上有很高的需求。例如，一氧化碳和氢气可通过费托（FT）工艺转化为合成燃料和化学物质。同样，甲酸也被用作制药和纺织工业的原料。事实上，使用现金流分析的商业案例模型表明，对于每天100吨电网供电的CO2RR电解槽系统以95%的容量系数运行20年，各种CO2RR还原产品的净现值NPV）为非常正值。总体而言，使用CO2RR电解槽生产化学品的高需求和财务可行性为商业化提供了巨大的市场潜力。