Elektrochemische omzetting van CO₂ naar chemische brandstoffen met toegevoegde waarde, aangedreven door hernieuwbare elektrische energie, speelt een rol bij het terugdringen van de netto CO₂ uitstoot en bij het aanpakken van het energieverbruik.

Hoewel er aanzienlijke vooruitgang is geboekt op het gebied van CO₂ elektroreductie kan carbonaatvorming ernstige CO₂ veroorzaken verlies. CO₂ omzetting in zure elektrolyt is een aantrekkelijke manier om het probleem van CO₂ te overwinnen selectieve reductie blijft echter een uitdaging.

In een onderzoek gepubliceerd in Energy &Environmental Science heeft een onderzoeksteam van het Shanghai Advanced Research Institute (SARI) van de Chinese Academie van Wetenschappen een Cu-penetratie-elektrode met holle vezels ontworpen om CO₂ elektrisch te reduceren in sterk zuur met effectieve remming van de waterstofontwikkelingsreactie (HER).

Dankzij het unieke penetratie-effect dat wordt veroorzaakt door holle Cu-vezels, ontstaat er een overvloed aan CO₂ moleculen werden aan Cu-actieve plaatsen geleverd. Het Cu-oppervlak bevatte voldoende hoge CO₂ dekking, die HER onderdrukte en CO₂ mogelijk maakte reductie naar C₂ ⁺ producten.

Een CO₂ dus single-pass conversiepercentage van meer dan 51% met een C₂ ⁺ Faraday-efficiëntie van 73,4% en gedeeltelijke stroomdichtheid van 2,2 A cm ^-2 werden bereikt in zure oplossing (pH =0,71). De prestaties van de Cu-penetratie-elektrode waren vergelijkbaar met of zelfs beter dan die van de modernste Cu-basiskatalysatoren.

Dit werk vertegenwoordigt vooruitgang in het ontwerp en de ontwikkeling van nieuwe elektrodeconfiguraties om CO₂ te realiseren elektroreductie tot C₂ met hoge waarde ⁺ chemicaliën met schaalbare toepassingen.

Meer informatie: Chang Zhu et al, Selectieve CO₂ elektroreductie tot multikoolstofproducten groter dan 2 A cm ⁻² in sterke zuren via een Cu-penetratie-elektrode met holle vezels, Energie- en milieuwetenschappen (2023). DOI:10.1039/D3EE02867D

Journaalinformatie: Energie- en milieuwetenschappen

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen