Кредит: Международное издание «Прикладная химия» (2024). DOI: 10.1002/anie.202412410.
В исследовании, опубликованном в Международное издание «Прикладная химия»Исследователи разработали кислотно-щелочной асимметричный электролизер для кислого CO.2 реакция восстановления (CO2RR) в сочетании с щелочным электроокислением метанола (MOR) для одновременного производства ценной муравьиной кислоты с высокой эффективностью и стабильностью.
Электрохимическое восстановление CO2Использование возобновляемых источников энергии для производства химикатов с высокой добавленной стоимостью открывает большие перспективы.
В традиционной системе соединения реакции выделения кислорода (OER) только анодный OER может потреблять около 90% входной мощности для CO.2Муфта РР-ОЕР. С другой стороны, щелочные и нейтральные электролиты могут ингибировать реакцию выделения водорода (HER), тем самым способствуя образованию CO.2РР.
Однако из-за местного высокого значения pH во время катодной реакции более 75% CO2 теряется при реакции с гидроксильными ионами (OH—) в растворе образуются карбонаты, а также сокращается срок службы катализатора.
В этом исследовании исследователи разработали эффективную систему парного электролиза, то есть соединение катодной кислоты-CO2РР с анодной щелочью-МОР. Катодный раствор содержал 3 М KCl + 0,1 М HCl, а анодный раствор – 1,0 М КОН + 2,0 М метанол, которые были разделены катионообменной мембраной.
Катализаторы Cu2Наноцветы Se@CuO и нанолисты Bi/BiOx были синтезированы соответственно для катода и анода.
Разработанный электролизер продемонстрировал стабильную работу при напряжении 1,9 В более 90 часов. Общий фарадеевский КПД муравьиной кислоты превышает 190% в широком диапазоне напряжений, и для достижения парциальной плотности тока муравьиной кислоты ~130 мА см требуется всего 2,1 В.-2 потребляя при этом в три раза меньше электроэнергии по сравнению с CO, связанным кислотно-щелочной связью.2Система РР-ООР.
Превосходные характеристики гибридного кислотно-щелочного электролизера можно объяснить интеграцией превосходных анодных и катодных катализаторов, сочетанием электролиза с MOR и эффективным использованием энергии электрохимической нейтрализации.
В этом исследовании освещаются инновационные методы электронной эффективности и энергосбережения для CO.2 электролиз, а также разработка высокоэффективных электрокатализаторов.
В исследовательскую группу входили профессор Вэнь Чжэньхай и доц. Профессор Чэнь Цинсун из Фуцзяньского института исследований структуры материи Китайской академии наук.
Дополнительная информация:
Синь Ли и др., Электронно-эффективный совместный электросинтез формиатов из сырья CO2 и метанола, Международное издание «Прикладная химия» (2024). DOI: 10.1002/anie.202412410.
Предоставлено Китайской академией наук
Цитирование: Исследователи разрабатывают эффективную систему парного электролиза для производства муравьиной кислоты из сырья CO₂ и метанола (2024 г., 14 октября), получено 15 октября 2024 г. с https://phys.org/news/2024-10-efficient-paired-electroлиз-formic-acid. .html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.