综述：光热二氧化碳加氢制C1燃料：基础原理、反应路径与反应器设计 可供购买

《ChemComm》：Photothermal CO2 hydrogenation for C1 fuels: fundamentals, reaction pathways and reactor designAvailable to Purchase

　　

光热CO₂加氢作为一种将CO₂转化为具有附加值的C₁燃料和化学品的新兴策略备受关注，该策略通过将太阳能收集与催化加氢相结合来实现转化。与常规的热催化和光催化相比，光热催化依赖于光能转热效应和光致电子过程的协同作用。局部加热加速了CO₂的活化、H₂的解离以及表面加氢动力学，而光激发产生的电荷载流子和界面电子重新分布则调控着反应物的活化和反应中间体的演化，从而引导反应路径并影响产物选择性。近期研究表明，合理的催化剂设计——包括活性位点工程、氧空位、金属-载体界面、氢转移路径以及Lewis酸碱对的构建——可以通过不同的反应路径有选择性地将CO₂加氢引导至CO、CH₄或CH₃OH的生成。与此同时，反应器工程策略，如连续流操作、太阳能聚光、热限域、结构化多孔架构和3D打印反应器，进一步提高了光子利用率、热管理和传质效率，从而实现高效的太阳能驱动催化反应。本综述从光热CO₂加氢的基本机制出发，提供了一个综合性的视角，重点阐述了光热协同效应、反应路径、控制C₁产物选择性形成的催化剂设计原则，以及面向实际太阳能燃料生产的新兴反应器设计策略。最后，文章还讨论了催化剂-反应器协同设计及光热CO₂加氢规模化应用方面仍然面临的挑战和未来的机遇。

视觉摘要

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整合光热基本原理、选择性C₁路径和反应器工程以实现高效太阳能驱动CO₂加氢。

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整合光热基本原理、选择性C₁路径和反应器工程以实现高效太阳能驱动CO₂加氢。

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? 2026 作者保留所有权利。由英国皇家化学会出版

2026

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