CO2系统级人工光合作用：反应器工程、现实进料和增值共氧化

《Reaction Chemistry and Engineering》：System-level artificial photosynthesis of CO2: reactor engineering, realistic feeds and value-added co-oxidationOpen Access

　　

二氧化碳的人工光合作用在四十多年中积累了丰富的催化知识，然而集成太阳能到化学能（STC）的效率很少超过1%，远低于被认为具有经济可行性的约10%阈值。这一持续存在的差距促使我们对这一领域进行方法论层面的重新审视。在本视角中，我们认为主导瓶颈已从催化材料转移到整个系统——反应器架构、现实的CO₂进料条件以及阳极半反应的重设计——并且进一步的进展将依赖于反应和反应器工程，而非新的光活性材料。在对热力学、动力学和计量学基础进行简要概述之后，我们分析了四个相互关联的轴：（i）气-液-固三相界面作为最高杠杆变量，通过统一的品质因数比较六种反应器原型；（ii）在1 atm下纯CO₂的持续偏见，以及在现实进料（烟气10-15%，空气约420 ppm）下演示的稀缺性；（iii）用增值氧化反应（甘油、HMF、PET、H₂O₂）替代析氧反应，作为系统经济性的范式转变；以及（iv）放大演示的匮乏以及对最低信息报告协议的需求。我们提出了MIPCRS协议（光催化CO₂还原研究最低信息）。核心论点是，有意义的进展将更多地依赖于反应系统的协调工程，而非新型光活性材料的发现，从而将挑战置于化学与反应工程的交叉点上。

此内容仅可通过PDF获取。

打开 PDF 用于“CO2系统级人工光合作用：反应器工程、现实进料和增值共氧化”

? 2026 作者。由皇家化学学会出版

2026

作者

本文根据知识共享署名4.0未本地许可授权。您可以在无需向RSC申请进一步许可的情况下，将本文中的材料用于其他出版物，前提是给予正确的署名。

本作品根据 知识共享署名4.0国际许可 授权。