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Die elektrochemische CO2-Reduktionsreaktion (CO2 RR) bietet einen vielversprechenden Ansatz, um den anthropogenen Kohlenstoffkreislauf zu schließen und intermittierende erneuerbare Energie in Brennstoffen oder Chemikalien zu speichern. Auf dem Weg zur Kommerzialisierung dieser Technologie ist die Erreichung der langfristigen Betriebsstabilität eine zentrale Anforderung, die jedoch weiterhin Herausforderungen gegenübersteht. Dies motiviert dazu, die vorliegende Übersicht zu organisieren, um das Stabilitätsproblem der CO2 RR systematisch zu besprechen. Diese Übersicht beginnt mit dem grundlegenden Verständnis der Destabilisierungsmechanismen der CO2 RR, wobei der Fokus auf der Degradation des Elektrokatalysators und der Veränderung des Reaktionsmikroumpe die kontinuierliche Elektrolyse gelegt wird. Anschließend werden jüngste Bemühungen um den Katalysatorentwurf zusammengefasst, um die aktiven Stellen zu stabilisieren, wobei die Erhöhung der atomaren Bindungsstärke zur Widerstandsfähigkeit gegen Oberflächenrekonstruktion hervorgehoben wird. Danach wird die Optimierung des Elektrolysesystems zur Verbesserung der Betriebsstabilität demonstriert, indem das Reaktionsmikroumfeld insbesondere die Probleme der Überflutung und Carbonatbildung gemildert wird. Die Manipulation der Betriebsbedingungen ermöglicht es auch, die Lebensdauer der CO2 RR durch die Wiederherstellung katalytisch aktiver Stellen und den Massentransportprozess zu verlängern. Diese Übersicht endet schließlich mit der Aufzeigung der Herausforderungen und zukünftigen Chancen.
Lai et al. (Donnerstag) haben diese Frage untersucht.