电催化二氧化碳还原反应（eCO2RR）在生产高附加值化学品和实现碳中和方面展现出巨大潜力。然而，在这项技术广泛应用于工业之前，仍有许多挑战或瓶颈问题需要解决。特别是，阳极在eCO2RR过程中扮演着至关重要的角色，决定了整个电解槽的性能和稳定性。近年来，从高能耗的阳极氧气析出反应（OER）向增值氧化反应的战略转变，显著提高了能源效率并促进了更多增值化学品的生产。此外，采用外部辅助的阳极，例如光阳极和微生物阳极，标志着二氧化碳转化和可持续能源生产的重要突破。这些进步有助于摆脱仅依赖电力输入的局限，加速可再生资源向电力和工业原料的转化进程。此外，金属-CO2电池已经成为一种独特而有效的CO2利用方式，提供了CO2转化和发电的双重优势。

为了全面概述并优化电eCO2RR的阳极工程，本工作总结并探讨了近年来在阳极设计策略方面的最新进展。内容涵盖了直接替代OER的其他小分子增值氧化反应、光/生物辅助阳极的引入，以及金属-CO2电池的构建等策略，并分析了它们在减少温室气体排放和缓解能源危机方面的巨大潜力。每部分都介绍了一些具有代表性的研究案例，揭示了阳极状态与eCO2RR活性之间的关键联系，并指出了当前面临的挑战及潜在的解决策略。最后，讨论了当前阳极工程所面临的挑战和未来的发展前景，建议未来的研究应着重于改善细菌与电解质及阳极的附着性、最小化阳极碳腐蚀、探索替代碳基底材料等方向。通过这些研究努力，eCO2RR技术有望实现经济和能源效率方面的可持续性与盈利的双重目标。

图1 电催化二氧化碳还原反应耦合增值阳极反应示意图

该成果以“Anode engineering for electrocatalytic CO2 reduction reaction”为题发表在Chinese Chemical Letters期刊（IF=9.4，SCI一区）上。温州大学为第一通讯单位，新澳门六合彩资料 研究生张明茗、尹若楠为共同第一作者，松山湖材料实验室柯海波教授与新澳门六合彩资料 徐婷博士后、王舜教授和吕晶晶教授为共同通讯作者。

【原文链接】：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841724011823

作者：吕晶晶课题组

审核：雷云祥