전기화학적 CO2 환원에서의 안정성 문제: 기초 이해 및 설계 전략의 최근 발전

전기화학적 CO2 환원 반응(CO2 RR)은 인위적인 탄소 순환을 닫고 간헐적인 재생 가능 에너지를 연료 또는 화학물질로 저장하는 유망한 접근 방식을 제공합니다. 이 기술의 상용화로 나아가는 과정에서 장기 운영 안정성을 달성하는 것이 핵심 요구 사항이지만 여전히 여러 도전에 직면해 있습니다. 이는 CO2 RR의 안정성 문제를 체계적으로 논의하기 위해 현재 리뷰를 정리하도록 동기를 부여합니다. 이 리뷰는 CO2 RR의 불안정화 메커니즘에 대한 근본적인 이해에서 시작되며, 지속적인 전해질 동안 전기 촉매의 열화와 반응 미세환경의 변화를 중심으로 합니다. 이후 활성 사이트를 안정화하기 위한 촉매 설계에 대한 최근 노력들이 요약되며, 표면 재구성을 저항하는 원자 결합 강도를 증가시키는 것이 강조됩니다. 다음으로, 반응 미세환경을 유지하여 특히 침수 및 탄산염 문제를 완화함으로써 운영 안정성을 향상시키기 위한 전해질 시스템의 최적화가 시연됩니다. 운영 조건의 조작은 촉매 활성 사이트와 물질 수송 과정을 회복하여 CO2 RR의 수명을 연장할 수 있도록 합니다. 이 리뷰는 마지막으로 도전 과제와 미래의 기회를 제시하며 마무리됩니다.