二氧化碳電解技術(shù)獲新進(jìn)展

　　負(fù)碳技術(shù)通過(guò)捕集、貯存和利用二氧化碳來(lái)減少碳排放，有望成為實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑。其中，近年來(lái)快速發(fā)展、極具應(yīng)用前景的二氧化碳電解技術(shù)受到關(guān)注。1月29日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所對(duì)外宣布，該所包信和院士、汪國(guó)雄研究員和高敦峰研究員團(tuán)隊(duì)在二氧化碳/一氧化碳電解制備燃料和化學(xué)品研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然—納米技術(shù)》上。

　　該研究團(tuán)隊(duì)揭示了堿性膜電解器中二氧化碳/一氧化碳電催化還原反應(yīng)覆蓋度驅(qū)動(dòng)的選擇性變化機(jī)制，并組裝出千瓦級(jí)電堆，可以實(shí)現(xiàn)鋼廠尾氣或者化工尾氣的高值化利用，為二氧化碳/一氧化碳電解技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　據(jù)介紹，通過(guò)利用可再生能源產(chǎn)生的電能，二氧化碳電解反應(yīng)可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值燃料和化學(xué)品。而乙烯、乙酸和乙醇等多碳產(chǎn)物具有較高的能量密度和市場(chǎng)需求，是理想的電解產(chǎn)物。但是，在工業(yè)級(jí)電流密度下高選擇性生成多碳產(chǎn)物仍然存在很大挑戰(zhàn)。

　　為解決上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)基于鋼鐵工業(yè)排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合尾氣這一現(xiàn)狀，通過(guò)改變進(jìn)料氣組成來(lái)調(diào)變堿性膜電解器陰極氧化銅催化劑的微環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了在工業(yè)級(jí)電流密度下電解二氧化碳/一氧化碳高效制備多碳產(chǎn)物。隨著進(jìn)料氣中一氧化碳?jí)毫Φ脑黾?，電解主產(chǎn)物逐漸由乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，且電流密度顯著增加。

　　為進(jìn)一步驗(yàn)證電解過(guò)程的可行性，研究團(tuán)隊(duì)組裝了4節(jié)100平方厘米的堿性膜電堆，電解功率最高達(dá)2.85千瓦，在總電流為150安時(shí)，乙烯的生成速率為457.5毫升/分；在總電流為250安時(shí)，乙酸的生成速率為2.97克/分。

　　“團(tuán)隊(duì)在電化學(xué)器件上進(jìn)行了創(chuàng)新，研制了高性能堿性膜電解器件來(lái)電解二氧化碳/一氧化碳?！蓖魢?guó)雄介紹，“同時(shí)，我們通過(guò)改變反應(yīng)氣中一氧化碳分壓來(lái)調(diào)控電極催化劑微環(huán)境，揭示了反應(yīng)覆蓋度驅(qū)動(dòng)的選擇性轉(zhuǎn)變機(jī)制。”該項(xiàng)研究不僅為單一多碳產(chǎn)物的定向生成提供了重要參考，而且為二氧化碳/一氧化碳電解從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　提及下一步研究方向，汪國(guó)雄說(shuō)：“我們將進(jìn)一步開(kāi)展放大研究，研制大規(guī)模的堿性膜電堆和系統(tǒng)，提高在實(shí)際工況下的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的示范運(yùn)行?！保惙?nbsp;）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)化工報(bào)

　　【版權(quán)及免責(zé)聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來(lái)源“中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊，僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場(chǎng)。版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀