Forskere foreslår en ny metode til at forbedre den elektrokatalytiske omdannelse af kuldioxid

Et forskerhold ledet af Profs. Chen Wei og Wei Wei fra Shanghai Advanced Research Institute (SARI) fra det kinesiske videnskabsakademi rapporterede om en ny metode, der muliggør effektiv CO₂ elektroreduktion til CO i kraft af lavkoordineret chloridionadsorption på en sølvhulfiberelektrode.

Resultaterne blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition .

Den elektrokemiske omdannelse af CO₂ til kulstofbaserede brændstoffer og værdifulde råvarer ved hjælp af vedvarende elektricitet er en attraktiv strategi for kulstofneutralitet. CO er nøglekomponenten i syngas, en blanding af CO og H₂ som direkte kan omdannes til forskellige værdiskabende kemikalier via veludviklede industrielle processer. Derfor CO₂ elektroreduktion til CO er en af ​​de mest lovende veje til at opnå omkostningskonkurrencedygtige produkter.

Men på grund af den lave opløselighed og diffusionskoefficient af CO₂ i vandige elektrolytter er det fortsat en udfordring at have stor strømtæthed, høj faradaisk effektivitet og fremragende stabilitet til praktiske anvendelser af CO₂ udnyttelse.

I denne undersøgelse, på grundlag af den højeffektive elektroreduktion CO₂ til CO over sølv hulfiberelektrode, introducerede forskerholdet yderligere chloridioner i elektrodeopløsningen. Ved hjælp af specifik adsorption af chloridioner blev den elektroniske struktur af elektrodeoverfladen funktionelt reguleret for at hæmme bireaktionen af ​​hydrogenudvikling.

Den lavkoordinerede chloridionadsorption på en sølvhulfiberelektrode reducerede CO₂ til CO ved en stabil (>150 timer) strømtæthed på ampereniveau (1 A·cm ^-2 ) og med en høj CO faradaisk effektivitet (>92%).

Elektrokemiske eksperimenter viste, at den høje koncentration af Cl- i elektrolytten kunne være lavkoordineret adsorberet på overfladen af ​​hule sølvfibre. Dette hindrer ikke kun forekomsten af ​​hydrogenudviklingsreaktionen, men optimerer også kinetikken af ​​CO₂ reduktion til CO, hvilket fører til en bedre eCO₂ RR-ydelse, selv ved strømtætheden på ampereniveau.

Dette arbejde giver en ny strategi til videreudvikling af elektrokatalytisk CO₂ systemer med høj strømtæthed, høj selektivitet og høj stabilitet i CO₂ udnyttelse og klor-alkali industri. + Udforsk yderligere

Nye hule sølvfibre booster CO2-elektroreduktion