碳基能源转化利用面临资源多样化和环境可持续发展的重大变革和挑战，发展相适应的综合利用过程已势在必行。将CO₂作为碳资源电催化转化为燃料和化学品，提高了碳基能源利用率，还可与间歇性可再生能源或富余核电利用结合，实现大规模电能转化。然而，CO₂电催化还原制燃料和化学品仍面临目标产物选择性低、生成速率有限以及能量转化效率不佳等难点。针对上述关键科学难点，本团队系统研究了CO₂电催化还原表界面特性和电解反应机制，在催化基础和电解技术方面开展研究：(1) 提出了构建金属/氧化物界面高效吸附活化和定向转化CO₂的新策略，实现高效制备两电子还原产物CO和甲酸；(2) 设计了串联催化反应新路径，促进了CO₂深度还原和C-C偶联，实现高效制备多电子还原产物甲烷和C₂₊化学品；(3) 研制了具有工业级电流密度、高C₂₊产物法拉第效率的碱性膜CO₂电解器件和系统样机。该系列研究为碳基能源CO₂电催化高效转化提供了新思路。

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