酸性流动电解槽中电催化还原CO2制CO的界面优化及工艺放大研究
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能源环境保护
- 网络首发时间:2024-09-24 15:21:47
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作者
马飞余 卢先龙 赵学洋 王丽丽
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单位
中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室电子科技大学长三角研究院(湖州)浙江工业大学环境学院西南交通大学环境科学与工程学院
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摘要
基于可再生能源的电催化二氧化碳还原反应(eCO2RR)可以将CO2转化为高附加值的化学品和燃料,是应对大气CO2浓度急剧升高和全球变暖的一种可行方案。然而,在传统的中性或碱性电解液中,eCO2RR存在严重的碳损失问题,导致CO2的理论单程碳转化率(SPCE)低于50%,同时电解液的再生需要消耗额外能源。相比之下,酸性电解液可以有效解决碳损失问题,其理论SPCE可达100%,备受研究者关注。目前大多数研究仍集中在催化剂的优化上,而对气体扩散电极(GDE)、电解质和质子膜等固液气界面的优化关注不足,这些因素均会影响eCO2RR的选择性、稳定性和能量效率。通过系统优化酸性eCO2RR三相界面(固相、液相、气相),在100 mA·cm-2电流密度和低于5 V的槽压下,实现了法拉第效率(FECO)超过90%,并且稳定运行110 h。最后,将电极面积放大至100 cm2,初步研究了工艺放大的影响机制,并提出了一种新的间歇运行策略。针对酸性eCO2RR的界面优化和工艺放大研究有望为其工业化应用提供理论支持。
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关键词
酸性电解液流动电解槽CO2CO电催化界面优化
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引用格式
马飞余,卢先龙,赵学洋,等.酸性流动电解槽中电催化还原CO_2制CO的界面优化及工艺放大研究[J/OL].能源环境保护,1-9[2024-09-25].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240905.
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