Gennemgang af kuldioxid elektroreduktion i syre

CO₂ elektroreduktion er en lovende teknik til at omdanne vedvarende elektricitet og CO₂ til højværdibrændstoffer og kemikalier. Selektivitet, energieffektivitet, kulstofeffektivitet og bæredygtighed er kriterierne for CO₂ elektroreduktionsteknikker velegnet til industrielle anvendelser.

Med alkaliske og neutrale elektrolytter, carbonatdannelse fra CO₂ fører til lav kulstofeffektivitet. Højt energiforbrug til at regenerere alkaliske elektrolytter og høj modstand af neutrale elektrolytter forårsager lav energieffektivitet.

Derfor CO₂ reduktion med sure elektrolytter bliver et varmt emne på grund af dets potentiale til at øge kulstofeffektiviteten og energieffektiviteten. Forbedring af selektiviteten over for CO₂ reduktion er udfordrende under sure forhold. Forskellige tilgange blev foreslået til at undertrykke H ⁺ reduktion og fremme af CO₂ reduktion.

Dog fundamentale spørgsmål om kationeffekten og lokal pH-effekt på CO₂ reduktion af sure forhold er stadig under debat. Desuden begrænser bicarbonatudfældning i gasdiffusionselektroder holdbarheden af ​​sure elektrolytter.

For nylig opsummerede et forskerhold ledet af prof. Jun Gu fra Southern University of Science and Technology, Kina, de rapporterede strategier for at forbedre selektiviteten over for CO₂ reduktion i sure forhold fra massetransport og elektrodereaktioner.

Forskellige tilgange, herunder tilføjelse af alkalikationer, overfladedekoration, nanostrukturering og elektronisk strukturmodulation, er designet baseret på disse to aspekter. Metoderne til simulering af CO2RR under sure forhold er også opsummeret.

Endelig foreslås mulighederne for yderligere at forbedre energieffektiviteten og bæredygtigheden af ​​CO2RR-teknikker under sure forhold. Denne anmeldelse blev offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis .

Flere oplysninger: Xinyi Zou et al., Strategier for effektiv CO2-elektroreduktion under sure forhold, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64511-5

Leveret af Chinese Academy of Sciences