Een onderzoeksteam onder leiding van profs. Chen Wei en Wei Wei van het Shanghai Advanced Research Institute (SARI) van de Chinese Academie van Wetenschappen rapporteerden een nieuwe methode die efficiënte CO₂ mogelijk maakt elektroreductie tot CO op grond van lage-coördinatie chloride-ionadsorptie op een zilveren holle vezelelektrode.

De resultaten zijn gepubliceerd in Angewandte Chemie International Edition .

De elektrochemische omzetting van CO₂ om te zetten in op koolstof gebaseerde brandstoffen en waardevolle grondstoffen door middel van hernieuwbare elektriciteit is een aantrekkelijke strategie voor koolstofneutraliteit. CO is de belangrijkste component van syngas, een mengsel van CO en H₂ die via goed ontwikkelde industriële processen direct kunnen worden omgezet in verschillende chemicaliën met toegevoegde waarde. Daarom, CO₂ elektroreductie tot CO is een van de meest veelbelovende routes om kostenconcurrerende producten te verkrijgen.

Vanwege de lage oplosbaarheid en diffusiecoëfficiënt van CO₂ in waterige elektrolyten blijft het een uitdaging om een ​​grote stroomdichtheid, hoge faraday-efficiëntie en uitstekende stabiliteit te hebben voor praktische toepassingen van CO₂ gebruik.

In deze studie, op basis van de zeer efficiënte elektroreductie CO₂ tot CO over een zilveren holle vezelelektrode, introduceerde het onderzoeksteam verder chloride-ionen in de elektrode-oplossing. Door middel van specifieke adsorptie van chloride-ionen werd de elektronische structuur van het elektrodeoppervlak functioneel gereguleerd om de nevenreactie van waterstofontwikkeling te remmen.

De lage-coördinatie chloride-ionadsorptie op een zilveren holle-vezelelektrode verminderde CO₂ tot CO bij een stabiele (>150 h) stroomdichtheid op ampèreniveau (1 A·cm ^-2 ) en met een hoge Faraday-efficiëntie van CO (>92%).

Elektrochemische experimenten toonden aan dat de hoge concentratie Cl- in de elektrolyt met lage coördinatie geadsorbeerd zou kunnen worden op het oppervlak van zilveren holle vezels. Dit verhindert niet alleen het optreden van de waterstofontwikkelingsreactie, maar optimaliseert ook de kinetiek van CO₂ reductie tot CO, wat leidt tot een betere eCO₂ RR-prestaties, zelfs bij stroomdichtheid op ampèreniveau.

Dit werk biedt een nieuwe strategie voor de verdere ontwikkeling van elektrokatalytische CO₂ systemen met hoge stroomdichtheid, hoge selectiviteit en hoge stabiliteit in CO₂ gebruik en chloor-alkali-industrie. + Verder verkennen

Nieuwe zilveren holle vezel verhoogt CO2-elektroreductie