二氧化碳（CO₂）是溫室氣體的最主要成分之一，它的增加引起了嚴重的溫室效應，破壞了生态平衡。随着能源和環境問題的日益突出，将CO₂通過催化手段轉化為可用能源産品，以實現其資源化、能源化利用，已成為實現可持續發展的重要途徑。近期，東華大學環境科學與工程學院喬錦麗教授課題組在相關領域取得了新的進展，其成果已被《電化學》期刊選為2022年第1期封面論文。

《電化學》是中國電化學專業委員會會刊，由廈門大學田邵武院士為名譽主編，孫世剛院士領銜擔任主編，并于2022年第一期始由雙月刊升級為單月刊，語種為“中英”雙語。

化石燃料的開發促進了經濟的發展，但其持續消費也加劇了環境的惡化。CO₂作為化石能源燃燒反應後的最終産物，它的大量釋放破壞了環境中的碳平衡。當前，在工業上，仍然需要化石燃料來提供能源，因此有必要通過捕獲、儲存和轉換二氧化碳來降低大氣中的二氧化碳濃度。有效地将二氧化碳轉化為碳基化學品和燃料具有良好的前景。

近年來，在溫和條件下電催化利用綠色電能轉化CO2已成為主要的方法之一。在電催化二氧化碳還原反應(CO2RR)中，CO2可以被還原成一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸鹽和乙醇。然而現階段，電催化CO2RR面臨着許多問題。由于二氧化碳分子的高度中心對稱結構，電化學反應動力學極其緩慢，需要幾百毫伏的過電位才能激活具有高鍵能的碳氧鍵。此外，在較高的過電位下，會伴随發生副反應析氫反應(HER)，影響CO2RR的選擇性。為了克服此類問題，科研人員将目光集中于電催化劑開發。與此同時，為了實現工業級電流密度，開發新型反應器以取代傳統H-電解槽是無法規避的重要課題。

基于以上問題，東華大學環境科學與工程學院喬錦麗教授課題組通過氮摻雜碳布耦合電沉積策略，一步制備Cu/Sn薄層催化劑，應用于膜基流動式反應器，獲得甲酸法拉第效率89.56%，且可連續工作20小時無衰減。近日，該工作以“一種用于電還原CO2生成甲酸的高性能連續流動式MEA反應器”（A High Performance Continuous Flow MEA Reactor for Electroreduction CO2 to Formate）為題發表在中國《電化學》，并被選為封面論文。論文第一作者為喬錦麗教授指導的專業學位碩士生劉佩旋。

喬錦麗教授（前排）及團隊

喬錦麗教授課題組長期從事先進電化學能源/環境領域研究，包括：光/電催化二氧化碳資源化能源化利用；甲烷等小分子電氧化資源化利用；二氧化碳電催化資源化-有機廢水降解耦合技術和高比能可充電金屬-空氣電池技術；低溫燃料電池關鍵電極材料/膜材料；高溫固體燃料電池（SOFC）陽極金屬支撐技術和太陽能-固體高溫電解（SOEC）耦合制氫技術等。此前，在2021中國高起點期刊Carbon Energy上，喬錦麗教授所指導的外國留學生Israr Masood ul Hasan和博士生彭蘆葦共同完成的“Carbon-based metal-free catalysts for electrochemical CO2 reduction: Activity, Selectivity, and Stability“綜述論文同樣被選為封面論文。此外，徐能能博士的綜述論文“Recent Progress in Bifunctional Catalysts for Zinc-Air Batteries”也曾被選為《電化學》熱點論文。

早在2017年，喬錦麗教授就成功為東華大學申報了中國電化學理事單位，實現了學校在電化學界影響力的突破。鑒于喬錦麗教授在電化學領域的貢獻，她在2021年12月被中國電化學會專業委員主任孫世剛院士特别邀請，擔任《電化學》編委。而在此之前，喬錦麗教授已先後被邀請擔任Electrochemical Energy Review(Springer)( IF >28)，Green Energy & Environment (IF >8)，Energy&Environmental Materials (IF > 15)，Maters Report: Energy (Elsevier)，Energy Materials，Frontiers in Energy Research，Current Graphene Science以及Frontiers in Membrane Science and Technology等雜志副主編或編委。

喬錦麗，東華大學環境科學與工程學院教授、博士生導師。主要研究方向為燃料電池、金屬-空氣電池、CO2/N2電化學還原。先後承擔國家自然科學基金（面上/聯合/重大）、上海市科委（基礎重點/國際合作/港澳台合作）、上海市教委創新項目、高端外傳引智項目、教育部博士導師基金以及留學人員歸國基金等18項。以第一/通訊作者發表SCI收錄論文200多篇，國内外重大學術會議主題/嘉賓邀請報告50多場。申請/獲權日本和中國發明專利30多項，撰寫英文專著6部/10章節。組織并擔任10多次重要國際學術會議和研讨會主席/副主席/組織委員。2021年，喬錦麗教授先後入選2021中國《材料導報》2021年度“突出貢獻專家”，以及美國斯坦福大學發布的全球（World's Top 2% Scientists 2020）終身科學影響力排行榜。

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本文素材來源：東華大學環境科學與工程學院、電化學期刊、nanomicroletters等

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