综述：电化学碳捕集系统相关关键材料

（编辑推荐）本综述系统阐述了低能耗的电化学碳捕集技术（ECCS），涵盖烟气（flue gas）、船舶尾气（ship exhaust）和直接空气捕集（DAC）体系，重点解析了氧化还原吸收剂、胺类吸收剂、离子选择膜、无机熔盐介质及电极材料等核心材料的研究进展，为耦合CO2捕集与原位光（电）催化转化（photo(electro)catalysis）提供了创新思路。

　　

Abstract

CO₂排放与浓度升高对环境构成显著威胁。相较于传统热化学技术，电化学碳捕集凭借能耗优势，在烟气处理、船舶尾气净化及直接空气捕集（DAC）领域展现出巨大潜力。该技术通过氧化还原活性分子（如醌类）的电子转移实现CO₂的可逆吸附-释放，而胺类吸收剂（如MEA）则通过酸碱反应高效捕获酸性气体。离子选择膜（如Nafion）可调控质子传递路径，熔盐介质（如Li₂CO₃-Na₂CO₃）则拓宽了高温操作窗口。

关键材料进展

氧化还原吸收剂：基于蒽醌-2,7-二磺酸盐（AQDS）的体系在pH摆动策略中实现>90%的CO₂解吸效率；胺基材料：功能化离子液体（如[P₄₄₄₄][Triz]）兼具高吸收容量和低挥发性；膜材料：阴离子交换膜（AEM）通过季铵基团实现CO₂/O₂选择性分离；熔盐介质：K₂CO₃-Li₂CO₃共晶体系在500°C下捕集效率提升40%；电极材料：多孔镍泡沫负载的Bi₂O₃催化剂将过电位降低至0.3V。

直接空气捕集（DAC）挑战

DAC系统需解决超低浓度CO₂（400ppm）下的动力学限制，MOFs材料如Mg-MOF-74展现出2.5mmol/g的吸附量，但湿度敏感性仍是瓶颈。光伏-电催化（PV-EC）耦合系统通过太阳能驱动CO₂转化，将甲酸法拉第效率提升至85%。

未来展望

开发双功能材料（如ZnO@ZIF-8）实现捕集-催化一体化，结合机器学习优化电解质组分，将是突破能量壁垒的关键。该领域有望推动"负碳排放"技术与可再生能源的深度整合。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加外部信息）