Illustration schématique d'une électrode à fibres creuses pour stimuler la réduction du CO2 en CO. Crédit :SARI
Une équipe de recherche dirigée par les Prs. Wei Wei et Chen Wei de l'Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l'Académie chinoise des sciences ont présenté une électrode à fibres creuses en argent micro/nanostructurée hiérarchique pour stimuler le CO2 électroréduction.
L'électrode réduit le CO2 à CO avec CO2 conversions supérieures à 54 % à une vitesse spatiale élevée de 31 000 ml gcat -1 ·h -1 dans des conditions ambiantes, en maintenant de grandes densités de courant stables (~1,26 A·cm -2 ) et rendements faradiques élevés en CO (~93%).
Les résultats ont été publiés dans Nature Communications le 2 juin.
La conversion électrochimique du CO2 en carburants à base de carbone et en matières premières précieuses grâce à l'électricité renouvelable est une stratégie attrayante pour le CO2 la réduction et la consommation d'énergie renouvelable qui peuvent aider à atteindre l'objectif de neutralité carbone.
Le CO est le composant clé du gaz de synthèse, un mélange de CO et de H2 qui peuvent être directement convertis en divers produits chimiques à valeur ajoutée via des procédés industriels bien développés tels que la synthèse Fischer-Tropsch, la synthèse du méthanol, etc. Par conséquent, le CO2 l'électroréduction en CO est considérée comme l'un des moyens les plus prometteurs d'obtenir des produits à coût compétitif. Cependant, le CO2 très efficace la conversion à haute vitesse spatiale dans des conditions douces reste un défi.
L'électrode à fibres creuses avec des micro/nanostructures hiérarchiques dans cette étude est composée uniquement d'argent métallique (Ag) pour l'électroréduction du CO2 au CO. Une telle électrode poreuse en Ag à fibres creuses agissant comme un CO2 Le disperseur améliore non seulement les réactions d'interface triphasées, mais guide également les transferts de masse pendant l'électrolyse.
Les résultats électrochimiques et les spectres Raman d'operando résolus dans le temps démontrent que des réactions d'interface triphasées améliorées et des transferts de masse orientés stimulent de manière synergique la production de CO.
Ce résultat offre de nouvelles opportunités pour augmenter simultanément les réactions d'interface triphasées et la cinétique de transfert de masse. De plus, cela démontre que la fibre creuse Ag micro/nanostructurée peut être une électrode industrielle idéale avec une excellente durabilité, ce qui représente une avancée encourageante en CO2 électroréduction qui peut conduire à des applications évolutives. De nouveaux catalyseurs favorisent la production industrielle de carburants liquides propres à partir de gaz de synthèse
