黄红菱，于畅，邱介山

（1 大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116024；2 北京化工大学化学工程学院，北京 100029）

随着能源危机以及环境污染问题日益严峻，以石油、煤和天然气等传统化石能源为主导的能源结构逐渐无法满足世界各国不断增长的能源需求，因此开发清洁高效可再生的新能源体系迫在眉睫[1]。近年来，太阳能、风能、核能等可再生能源发电技术得到快速发展，规模占比逐年增加，电能的价格也逐年降低，目前光伏发电价格可低至0.35CNY/(kW·h)（国家发展和改革委员会2020 年光伏发电上网电价政策）。在新能源发电技术的迅猛发展中，弃风弃电比例逐年增加，如何将弃风弃电有效地利用起来，对于全面推动可再生能源技术的发展具有重要的理论和现实意义。由此，基于电化学的能源转换与存储技术备受关注，成为国内外挑战性的重大课题。电化学能源转换与存储主要涉及二次电池[2-4]、电解水制氢[5]、电催化CO2/N2还原[6-7]、电合成精细化学品/燃料[8]、超级电容器等体系[9-12]。近年来，在高效电极材料、电催化剂、电解液、隔膜以及系统等方面均取得了较大的成绩，基本实现在实验室中材料的可控制备和系统的正常运行。但是，仍然面临着一些关键的科学和技术问题，距离其大规模工业化应用仍存在差距。事实上，在研发和工业生产的过程中，涉及了化学、化工、能源、材料等多个学科和领域，其中在化学工程领域，三传一反、产品分离以及环境等问题都不容忽视。

本文综述……