Elektrokemisk omvandling av CO₂ till förädlade kemiska bränslen som drivs av förnybar elektrisk energi har roller för att minska netto CO₂ utsläpp och för att hantera energiförbrukningen.

Även om avsevärda framsteg har gjorts inom CO₂ elektroreduktion kan karbonatbildning orsaka allvarlig CO₂ förlust. CO₂ omvandling i sur elektrolyt är ett attraktivt sätt att övervinna problemet med CO₂ förlust, men selektiv minskning förblir en utmaning.

I en studie publicerad i Energy &Environmental Science , designade ett forskarlag från Shanghai Advanced Research Institute (SARI) vid den kinesiska vetenskapsakademin en Cu-hålfiberpenetreringselektrod för att elektroreducera CO₂ i stark syra med effektiv hämning av väteutvecklingsreaktion (HER).

Tack vare den unika penetrationseffekten som induceras av Cu ihåliga fibrer, rikligt med CO₂ molekyler tillfördes till Cu-aktiva ställen. Cu-ytan hade tillräckligt hög CO₂ täckning, vilket undertryckte HER och underlättade CO₂ sänkning till C₂ ⁺ produkter.

Alltså en CO₂ engångskonverteringsfrekvens som överstiger 51 % med ett C₂ ⁺ Faradaisk verkningsgrad på 73,4 % och partiell strömtäthet på 2,2 A cm ^-2 uppnåddes i sur lösning (pH =0,71). Prestandan för Cu-penetrationselektroden var approximerad till eller till och med överträffad prestanda för de senaste Cu-baskatalysatorerna.

Detta arbete representerar framsteg i design och utveckling av nya elektrodkonfigurationer för att realisera CO₂ elektroreduktion till högvärdigt C₂ ⁺ kemikalier med skalbara tillämpningar.

Mer information: Chang Zhu et al, Selektiv CO₂ elektroreduktion till flerkolprodukter som överstiger 2 A cm ⁻² i starka syror via en hålfiber Cu-penetrationselektrod, Energy &Environmental Science (2023). DOI:10.1039/D3EE02867D

Journalinformation: Energi- och miljövetenskap

Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences