Электровосстановление CO2 в органических апротонных растворителях: мини-обзор

Ежегодное увеличение концентрации CO2 в атмосфере вызывает глобальные экологические проблемы, для решения которых проводятся систематические исследования, направленные на разработку эффективных технологий улавливания и утилизации диоксида углерода. Электрохимическое каталитическое восстановление является одним из эффективных направлений превращения CO2 в ценные химические вещества и топливо. Электрохимическое превращение CO2 на каталитически активных электродах в водных растворах изучено наиболее подробно. Однако проблемы низкой селективности по отношению к целевым продуктам и выделения водорода остаются нерешенными. В статье проанализированы литературные данные по восстановлению CO2 на каталитически активных катодах в неводных средах, в частности в органических апротонных растворителях. Рассмотрены два направления катодного восстановления CO2: в безводных органических апротонных растворителях и в органических апротонных растворителях, содержащих воду. Представлены современные представления о механизме катодного превращения диоксида углерода в CO и органические продукты, а также об основных факторах, влияющих на скорость восстановления CO2, фарадеевский выход продуктов превращения и долю прямого катодного восстановления CO2. Проанализировано влияние природы органического апротонного растворителя, топографии каталитически активного катода, потенциала катода и температуры. Особое внимание уделено роли примесей воды в снижении перенапряжения электровосстановления CO2 и образовании новых продуктов превращения CO2, включая формиат и H2.