Los investigadores sugieren que la modulación del CO local 2 la concentración mejora la selectividad, la tasa de conversión y la estabilidad del electrodo, y arroja una nueva luz sobre el CO electroquímico 2 tecnología de reducción para controlar las emisiones a bajo costo
Un equipo de investigación de KAIST presentó tres enfoques novedosos para modular el dióxido de carbono local CO 2 concentración en electrolizadores de flujo basados en electrodo de difusión de gas GDE.Su estudio también demostró empíricamente que proporcionar un CO local moderado 2 la concentración es efectiva para promover reacciones de acoplamiento de carbono-carbono CC hacia la producción de moléculas de múltiples carbonos. Este trabajo, presentado en la edición del 20 de mayo de julio , sirve como guía racional para sintonizar CO 2 transporte masivo para la producción óptima de productos valiosos de carbono múltiple.
En medio de los esfuerzos mundiales para reducir y reciclar el CO antropogénico 2 emisiones, CO 2 la electrólisis es muy prometedora para convertir CO 2 en productos químicos útiles que tradicionalmente se derivaron de los combustibles fósiles. Muchas investigaciones han intentado mejorar la selectividad del CO 2 para productos de múltiples valores de alto valor comercial e industrial, como etileno, etanol y 1-propanol, debido a su alta densidad de energía y gran tamaño de mercado.
para lograr la conversión altamente selectiva de CO 2 en productos valiosos de carbono múltiple, los estudios anteriores se han centrado en el diseño de catalizadores y el ajuste del entorno local relacionado con el pH, los cationes y los aditivos moleculares.
CO convencional 2 los sistemas electrolíticos dependían en gran medida de un electrolito alcalino que a menudo se consume en grandes cantidades cuando reacciona con CO 2 y, por lo tanto, condujo a un aumento en los costos operativos. Además, la vida útil de un electrodo catalizador fue corta, debido a su reactividad química inherente.
En su estudio reciente, un grupo de investigadores de KAIST dirigido por el profesor Jihun Oh del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales informó que el CO local 2 la concentración ha sido un factor pasado por alto que afecta en gran medida la selectividad hacia productos con múltiples carbonos.
El profesor Oh y sus investigadores, el Dr. Ying Chuan Tan, Hakhyeon Song y Kelvin Berm Lee propusieron que existe una relación íntima entre el CO local 2 y selectividad de productos de múltiples carbonos durante el CO electroquímico 2 reacciones de reducción. El equipo empleó el modelado de transporte masivo de un electrolizador de flujo basado en GDE que utiliza nanopartículas de óxido de cobre Cu2O como catalizadores modelo. Luego identificaron y aplicaron tres enfoques para modular el CO local 2 concentración dentro de un sistema electrolítico basado en GDE, incluido 1 que controla la estructura de la capa de catalizador, 2 CO 2 concentración de alimentación, y 3 velocidad de flujo de alimentación.
Contrariamente a la intuición común, el estudio mostró que proporcionar un CO máximo 2 el transporte conduce a una eficiencia faradaica subóptima del producto de carbono múltiple. En cambio, al restringir y proporcionar un CO local moderado 2 concentración, el acoplamiento CC puede mejorarse significativamente.
Los investigadores demostraron experimentalmente que la tasa de selectividad aumentó de 25.4% a 61.9%, y de 5.9% a 22.6% para el CO 2 tasa de conversión. Cuando se usó un electrolito casi neutro más suave y barato, la estabilidad del CO 2 el sistema electrolítico mejoró en gran medida, permitiendo más de 10 horas de producción selectiva constante de productos de múltiples carbonos.
El Dr. Tan, autor principal del artículo, dijo: "Nuestra investigación reveló claramente que la optimización del CO local 2 la concentración es la clave para maximizar la eficiencia de la conversión de CO 2 en productos multi-carbono de alto valor "
El profesor Oh agregó: "Se espera que este hallazgo brinde nuevos conocimientos a la comunidad investigadora sobre las variables que afectan el CO local 2 la concentración también son factores influyentes en el CO electroquímico 2 rendimiento de la reacción de reducción. Mis colegas y yo esperamos que nuestro estudio se convierta en una piedra angular para las tecnologías relacionadas y sus aplicaciones industriales ".
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Descubrimiento de Materiales Creativos del Ministerio de Ciencia y TIC de Corea MSIT.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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