Forskare från Gwangju Institute of Science and Technology utvecklade en metod för att direkt generera 1-butanol, en alternativ bränslekälla, från CO 2 med användning av kopparfosfidelektroder. Kredit:Gwangju Institute of Science and Technology
Mänskliga aktiviteter som förbränning av kol och fossila bränslen har orsakat CO 2 att ackumuleras i atmosfären, vilket avsevärt har påverkat jordens klimat. Som ett resultat, flera forskare letar efter sätt att omvandla CO 2 till andra värdefulla ekologiska produkter, såsom 1-butanol, som har visat sig lovande som alternativt bränsle för fordon. Detta kan bidra till att minska vårt beroende av fossila bränslen.
En metod för att erhålla användbara föreningar är genom den elektrokemiska reduktionsreaktionen (CO 2 RR). Forskare har utvecklat metallbaserade katalysatorer som kan uppfylla denna uppgift. Dock, det finns en varning:de flesta av dessa katalysatorer är dyra och producerar en mängd olika produkter under reaktionen, vilket kan vara svårt att separera.
För att lösa det här problemet, ett team av forskare ledda av Prof. Dr. Jaeyoung Lee och bestående av Mr. Minjun Choi, Dr Jin Won Kim, och Prof. Sungyool Bong från Gwangju Institute of Science and Technology i Sydkorea kom fram till en procedur som direkt genererar 1-butanol med hjälp av kopparfosfid (CuP 2 ) utan att först genomgå CO-dimerisering. "Vi försöker utveckla en Cu-baserad elektrod för elektrokemisk omvandling av CO 2 som undviker *CO-dimerisering och kan hjälpa oss att öka produktens selektivitet så att ytterligare energiförbrukning från separationsprocesser kan undvikas, " förklarar Mr. Minjun Choi, en Ph.D. student vid universitetet och tidningens första författare. Deras forskning har nyligen publicerats i tidskriften ACS Energibrev .
Konvertera CO 2 till butanol med hjälp av fosforrika kopparkatoder. Kredit:Jaeyoung Lee från Gwangju Institute of Science and Technology
Även om det finns många kopparbaserade elektrokatalysatorer idag, detta är bland de första fallen där CuP 2 har använts för att utveckla en elektrokatalysator som är mycket produktselektiv. Det inducerar en C-C-kopplingsreaktion och kringgår bildningen av CO, vilket är känt för att vara en kritisk mellanprodukt för Cu-baserade system. Forskarna bekräftade detta genom att använda ytförstärkt infraröd absorptionsspektroskopi för att visa att deras CuP 2 elektrokatalysator gav den önskade produkten, 1-butanol, med en anmärkningsvärt hög faradaisk effektivitet på> 3 %.
Teamet är entusiastiska över konsekvenserna av deras resultat. "Vårt mål är att designa nya elektroder som är stapelbara, som kan öka produktionshastigheten, och som kan främja konverteringseffektivitet så att vi kan sätta vårt mål att konvertera och använda CO 2 som bränsle i verkligheten, avslutar Prof. Lee.
