综述：RWGS催化体系与反应器优化及CO2捕集转化集成技术研究进展

这篇综述系统阐述了逆向水煤气变换反应（RWGS）在碳中和目标下的关键作用，重点探讨了反应机理、催化体系优化（热催化/光催化/电催化）、反应器创新（膜反应器/逆流反应器）及CO2捕集转化集成技术（ICCU）的最新进展，为低能耗、高选择性CO2资源化提供了多维度解决方案。

　　

反应机理研究

RWGS通过CO₂与H₂催化转化为CO（ΔH=+41.2 kJ/mol），存在氧化还原机制和缔合机制两种路径。前者涉及CO₂在金属-氧界面解离形成CO和O，后者通过HCOO/COOH*中间体实现氢化。新型外场诱导机制（如光激发、等离子体）可将反应能垒降低20 kJ/mol，MoS₂/MoO₂界面直接解离路径的能垒仅0.46 eV。动态结构如单原子催化剂（SACs）和高熵合金（FeCoNiCuMn）通过几何-电子协同效应提升低温活性。

催化体系优化

热催化系统中，Cu/CeO₂通过氧空位（Ov）与铜簇协同实现70% CO₂转化率（600℃）。化学循环（RWGS-CL）采用Sr₂FeMo_0.6Ni_0.4O_6-δ氧载体，分步还原-氧化使CO选择性>95%。光热催化利用Cu纳米颗粒局域表面等离子共振（LSPR）效应，将HCOO分解能垒从1.34 eV降至0.78 eV。电催化*通过Li⁺导体（LLTO）诱导Li₂C₂O₄中间体生成，CO产率提升21%。

反应器创新

膜反应器通过SrTiO₃质子传导膜原位移除H₂O，CO₂转化率突破热力学极限16.8%。逆流反应器利用CeO₂非化学计量特性，使累积转化率达96%。电磁感应加热（EMIH）反应器通过电子富集态将反应温度降低100℃，路径转为HCOOH中间体机制。

CO₂捕集转化集成技术（ICCU）

双功能材料（DFMs）如Fe-CaO-ZrO₂实现吸附-催化耦合，CO产率10.74 mmol/g（20次循环稳定）。Ni-Ca_xMg通过NiO-MgO固溶体抑制烧结，CO选择性98.5%。经济评估显示ICCU较传统CCU降低年成本15.6%，但复杂气源（含SO_x/H₂O）适应性仍是挑战。

未来展望

需开发抗烧结吸附/催化材料（如钢渣基CaO）、优化光热-电磁多场耦合能量管理，并建立适用于工业尾气的杂质耐受体系，推动RWGS技术向规模化应用迈进。