Исследовательская группа под руководством проф. Wei Wei и Chen Wei из Шанхайского института перспективных исследований (SARI) Китайской академии наук сообщили об иерархическом микро/наноструктурированном серебряном половолоконном электроде для ускорения электровосстановления CO 2 .
Электрод восстанавливает СО 2 до СО с конверсией СО 2 более 54% при высокой объемной скорости 31 000 мл gcat -1 ·ч -1 в условиях окружающей среды , поддерживая стабильные большие плотности тока (~1,26 А·см -2 ) и высокое содержание СО . фарадеевская эффективность (~ 93%).
Результаты были опубликованы в Nature Communications 2 июня.
Электрохимическое преобразование CO 2 в углеродсодержащее топливо и ценное сырье с помощью возобновляемой электроэнергии является привлекательной стратегией сокращения выбросов CO 2 и потребления возобновляемой энергии, которая может помочь достичь цели углеродной нейтральности.
CO является ключевым компонентом синтез-газа, смеси CO и H 2 , которая может быть непосредственно преобразована в различные химические вещества с добавленной стоимостью с помощью хорошо разработанных промышленных процессов , таких как синтез Фишера-Тропша, синтез метанола и т. д. Таким образом, электровосстановление CO 2 в СО считается одним из наиболее перспективных средств получения конкурентоспособной по стоимости продукции. Однако высокоэффективная конверсия СО 2 с высокой объемной скоростью в мягких условиях остается проблемой.
Электрод из полых волокон с иерархическими микро/наноструктурами в этом исследовании состоит только из металлического серебра (Ag) для электровосстановления CO 2 до CO. Такой пористый электрод из полых волокон Ag, действующий как диспергатор CO 2 , не только усиливает трехфазное межфазные реакции, но также направляет массоперенос во время электролиза.
Электрохимические результаты и спектры комбинационного рассеяния света операндо с временным разрешением демонстрируют, что усиленные реакции трехфазной поверхности раздела и ориентированный массоперенос синергетически увеличивают производство CO.
Этот результат дает новые возможности для одновременного усиления трехфазных межфазных реакций и кинетики массопереноса. Кроме того, он демонстрирует, что микро/наноструктурированное полое волокно Ag может быть идеальным промышленным электродом с превосходной долговечностью, что свидетельствует об обнадеживающем прогрессе в электровосстановлении CO 2 , который может привести к масштабируемым применениям.
