Diagram över de detaljerade tillverkningsprocedurerna för Ag HF. Kredit:Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI:10.1002/anie.202210432
En forskargrupp ledd av Profs. Chen Wei och Wei Wei från Shanghai Advanced Research Institute (SARI) vid den kinesiska vetenskapsakademin rapporterade om en ny metod som möjliggör effektiv CO2 elektroreduktion till CO på grund av lågkoordinerad kloridjonadsorption på en ihålig silverelektrod.
Resultaten publicerades i Angewandte Chemie International Edition .
Den elektrokemiska omvandlingen av CO2 till kolbaserade bränslen och värdefulla råvaror genom förnybar el är en attraktiv strategi för koldioxidneutralitet. CO är nyckelkomponenten i syngas, en blandning av CO och H2 som direkt kan omvandlas till olika förädlade kemikalier via välutvecklade industriella processer. Därför CO2 elektroreduktion till CO är en av de mest lovande vägarna för att få kostnadseffektiva produkter.
Men på grund av den låga lösligheten och diffusionskoefficienten för CO2 i vattenhaltiga elektrolyter är det fortfarande en utmaning att ha stor strömtäthet, hög faradaisk effektivitet och utmärkt stabilitet för praktiska tillämpningar av CO2 användning.
I denna studie, på basis av den mycket effektiva elektroreduktionen CO2 till CO över silver ihålig fiberelektrod, introducerade forskargruppen ytterligare kloridjoner i elektrodlösningen. Med hjälp av specifik adsorption av kloridjoner reglerades den elektroniska strukturen på elektrodytan funktionellt för att hämma väteutvecklingens sidoreaktion.
Den lågkoordinerade kloridjonadsorptionen på en ihålig silverelektrod reducerade CO2 till CO vid en stabil (>150 h) strömtäthet på amperenivå (1 A·cm -2 ) och med hög CO faradaisk effektivitet (>92%).
Elektrokemiska experiment visade att den höga koncentrationen Cl- i elektrolyten kunde adsorberas med låg koordination på ytan av ihåliga silverfibrer. Detta hindrar inte bara förekomsten av väteutvecklingsreaktionen, utan optimerar också kinetiken för CO2 minskning till CO, vilket leder till en bättre eCO2 RR-prestanda, även vid strömtäthet på amperenivå.
Detta arbete ger en ny strategi för att vidareutveckla elektrokatalytisk CO2 system med hög strömtäthet, hög selektivitet och hög stabilitet i CO2 användning och klor-alkaliindustrin. + Utforska vidare
