Schematisk illustration av ihålig fiberelektrod för att öka CO2-reduktionen till CO. Kredit:SARI
En forskargrupp ledd av Profs. Wei Wei och Chen Wei från Shanghai Advanced Research Institute (SARI) vid den kinesiska vetenskapsakademin har rapporterat en hierarkisk mikro/nanostrukturerad ihålig fiberelektrod i silver för att öka CO2 elektroreduktion.
Elektroden minskar CO2 till CO med CO2 omvandlingar som överstiger 54 % vid en hög rymdhastighet på 31 000 mL gcat -1 ·h -1 under omgivningsförhållanden, bibehåller stabila stora strömtätheter (~1,26 A·cm -2 ) och hög CO faradaisk effektivitet (~93%).
Resultaten publicerades i Nature Communications den 2 juni.
Den elektrokemiska omvandlingen av CO2 till kolbaserade bränslen och värdefulla råvaror med förnybar el är en attraktiv strategi för CO2 minskning och förnybar energiförbrukning som kan bidra till att uppnå målet om koldioxidneutralitet.
CO är nyckelkomponenten i syngas, en blandning av CO och H2 som direkt kan omvandlas till olika förädlade kemikalier via välutvecklade industriella processer som Fischer-Tropsch-syntes, metanolsyntes etc. Därför CO2 elektroreduktion till CO anses vara ett av de mest lovande sätten att erhålla kostnadseffektiva produkter. Dock mycket effektiv CO2 omvandling med hög rymdhastighet under milda förhållanden är fortfarande en utmaning.
Hålfiberelektroden med hierarkiska mikro/nanostrukturer i denna studie är sammansatt av endast metalliskt silver (Ag) för att elektroreducera CO2 till CO. En sådan porös, ihålig-fiber Ag-elektrod som fungerar som en CO2 dispergeraren förbättrar inte bara trefasiga gränssnittsreaktioner utan styr också massöverföringar under elektrolys.
Elektrokemiska resultat och tidsupplösta operando Raman-spektra visar att förbättrade trefasiga gränssnittsreaktioner och orienterade massöverföringar synergistiskt ökar CO-produktionen.
Detta resultat ger nya möjligheter för att öka trefasiga gränssnittsreaktioner och massöverföringskinetik samtidigt. Dessutom visar den att den mikro/nanostrukturerade Ag ihåliga fibern kan vara en idealisk industriell elektrod med utmärkt hållbarhet, vilket representerar ett uppmuntrande framsteg inom CO2 elektroreduktion som kan leda till skalbara tillämpningar. + Utforska vidare
