Progress of CO2 Electroreduction to Oxalic Acid

doi:10.7503/cjcu20220248

Abstract

Abstract:

In recent years， climate issues such as global warming caused by excessive carbon dioxide emissions have attracted wide attention around the world. And carbon emission reduction has become a common challenge to the sustainable development of human society. The conversion of carbon dioxide into high value-added chemicals by electrochemical methods is one of the ideal ways to achieve emission reduction and high value-added utilization of carbon dioxide. However， there are still many problems such as high energy consumption， low carbon dioxide conversion， poor product selectivity and difficult separation. In this paper， we take the electroreduction of carbon dioxide to oxalic acid as an example， comprehensively introduce the research progress from the aspects of reaction mechanism， catalysts， electrolyte， electrode and reactor. The key problems in the production of oxalic acid by carbon dioxide electroreduction are discussed and some valuable suggestions are put forward for the future research of carbon dioxide electroreduction to oxalic acid.

Key words: Carbon dioxide, Electroreduction, Oxalic acid

CLC Number:

O646

TrendMD:

SONG Dewen, WANG Mingwang, WANG Yani, JIAO Zhenmei, NING Hui, WU Mingbo. Progress of CO₂ Electroreduction to Oxalic Acid[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(7): 20220248.

Figures/Tables 10

Table 1 Standard electrode potential for electrocatalytic reduction of CO2 to different products[8,9](pH=7)

Reaction	E^θ/V（vs. SHE）
CO₂（g）+e^-→CO₂^-	-1.900
CO₂（g）+2H⁺+2e^-→CO（g）+H₂O（l）	-0.530
CO₂（g）+H₂O（l）+2e^-→CO（g）+2OH^-（aq）	-1.347
CO₂（g）+2H⁺（aq）+2e^-→HCOOH（l）	-0.610
CO₂（g）+H₂O（l）+2e^-→HCOO^-（aq）+OH^-（aq）	-1.491
CO₂（g）+4H⁺（aq）+2e^-→HCHO（l）+H₂O（l）	-0.480
CO₂（g）+3H₂O（l）+4e^-→HCHO（l）+4OH^-（aq）	-1.311
CO₂（g）+6H⁺（l）+6e^-→CH₃OH（l）+H₂O（l）	-0.380
CO₂（g）+5H₂O（l）+6e^-→CH₃OH（l）+6OH^-	-1.225
CO₂（g）+8H⁺（aq）+8e^-→CH₄（g）+2H₂O（l）	-0.240
CO₂（g）+6H₂O（l）+8e^-→CH₄（g）+8OH^-（aq）	-1.072
2CO₂（g）+12H⁺（aq）+12e^-→C₂H₄（g）+4H₂O（l）	-0.349
2CO₂（g）+8H₂O（l）+12e^-→C₂H₄（g）+12OH^-	-1.177
2CO₂（g）+12H⁺（aq）+12e^-→CH₃CH₂OH（l）+3H₂O（l）	-0.329
2CO₂（g）+9H₂O（l）+12e^-→CH₃CH₂OH（l）+12OH^-（aq）	-1.157
3CO₂+18H⁺（aq）+18e^-→CH₃CH₂CH₂OH（l）+5H₂O（l）	-0.320
2CO₂（g）+2H⁺（aq）+2e^-→H₂C₂O₄（l）	-0.913
2CO₂（g）+2e^-→C₂O $42$ ^-（aq）	-1.003
2H⁺（aq）+2e^-→H₂（g）	-0.420

Table 1 Standard electrode potential for electrocatalytic reduction of CO2 to different products[8,9](pH=7)

Reaction	E^θ/V（vs. SHE）
CO₂（g）+e^-→CO₂^-	-1.900
CO₂（g）+2H⁺+2e^-→CO（g）+H₂O（l）	-0.530
CO₂（g）+H₂O（l）+2e^-→CO（g）+2OH^-（aq）	-1.347
CO₂（g）+2H⁺（aq）+2e^-→HCOOH（l）	-0.610
CO₂（g）+H₂O（l）+2e^-→HCOO^-（aq）+OH^-（aq）	-1.491
CO₂（g）+4H⁺（aq）+2e^-→HCHO（l）+H₂O（l）	-0.480
CO₂（g）+3H₂O（l）+4e^-→HCHO（l）+4OH^-（aq）	-1.311
CO₂（g）+6H⁺（l）+6e^-→CH₃OH（l）+H₂O（l）	-0.380
CO₂（g）+5H₂O（l）+6e^-→CH₃OH（l）+6OH^-	-1.225
CO₂（g）+8H⁺（aq）+8e^-→CH₄（g）+2H₂O（l）	-0.240
CO₂（g）+6H₂O（l）+8e^-→CH₄（g）+8OH^-（aq）	-1.072
2CO₂（g）+12H⁺（aq）+12e^-→C₂H₄（g）+4H₂O（l）	-0.349
2CO₂（g）+8H₂O（l）+12e^-→C₂H₄（g）+12OH^-	-1.177
2CO₂（g）+12H⁺（aq）+12e^-→CH₃CH₂OH（l）+3H₂O（l）	-0.329
2CO₂（g）+9H₂O（l）+12e^-→CH₃CH₂OH（l）+12OH^-（aq）	-1.157
3CO₂+18H⁺（aq）+18e^-→CH₃CH₂CH₂OH（l）+5H₂O（l）	-0.320
2CO₂（g）+2H⁺（aq）+2e^-→H₂C₂O₄（l）	-0.913
2CO₂（g）+2e^-→C₂O $42$ ^-（aq）	-1.003
2H⁺（aq）+2e^-→H₂（g）	-0.420

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Progress of CO₂ Electroreduction to Oxalic Acid

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