苑琦，杨昊，谢淼，程涛

苏州大学功能纳米与软物质研究院，江苏 苏州 215123

1 引言

二氧化碳电还原反应(CO2RR)是目前全世界都关注的重要研究课题1-4，其重要性主要体现在三个方面。

第一，通过电化学反应还原二氧化碳(CO2)对于保护环境具有积极作用。温室效应是大气保温效应的俗称。二氧化碳作为一种典型的温室气体，自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加(如图1所示)，大气的温室效应也随之增强。温室效应会导致一系列连锁的气候问题。如愈加频繁出现的极端气候，如洪水、高温等，很可能都是温室效应的直接后果。尤其需要强调的是，从化学的角度来看化学反应的速率对温度的依赖性大致上遵循指数关系，而指数关系的特点是，初期增长不明显，但是一旦超过临界值将会出现不可控的局面。所以，我们要时刻认识到，温度升高对人类的影响并非简单的线性关系。所以，早日控制住二氧化碳在空气中的含量对人类正常生活是至关重要的。

图1 世界国内生产总值(按购买力以2011年美元计算)相对于能源消耗与二氧化碳排放量增长的关系8Fig. 1 World GDP (purchasing power parity, 2011 dollars) is growing relative to energy consumption and CO2 emissions.

第二，通过电化学反应还原二氧化碳或可实现电能的化学储存。随着可持续能源技术的发展，将可再生能源转化为电能的技术已经日趋成熟5-7。随之而来的问题就是如何将电能储存起来。通过电化学反应利用电能将大宗廉价的化学品转化为高附加值的产品，也就实现了电能的化学储存。……