Ilustração esquemática de eletrodo de fibra oca para aumentar a redução de CO2 a CO. Crédito:SARI
Uma equipe de pesquisa liderada pelos Profs. Wei Wei e Chen Wei, do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai (SARI) da Academia Chinesa de Ciências, relataram um eletrodo de fibra oca de prata micro/nanoestruturado hierárquico para aumentar o CO
2 eletrorredução.
O eletrodo reduz o CO
2 para CO com CO
2 conversões superiores a 54% em alta velocidade espacial de 31.000 mL gcat
-1
·h
-1
sob condições ambientais, mantendo grandes densidades de corrente estáveis (~1,26 A·cm
-2
) e altas eficiências faradaicas de CO (~93%).
Os resultados foram publicados em
Nature Communications em 2 de junho.
A conversão eletroquímica de CO
2 em combustíveis à base de carbono e matérias-primas valiosas por eletricidade renovável é uma estratégia atraente para o CO
2 redução e consumo de energia renovável que podem ajudar a atingir a meta de neutralidade de carbono.
CO é o componente chave do syngas, uma mistura de CO e H
2 que podem ser convertidos diretamente em vários produtos químicos de valor agregado por meio de processos industriais bem desenvolvidos, como síntese de Fischer-Tropsch, síntese de metanol, etc. Portanto, CO
2 A eletrorredução a CO é considerada um dos meios mais promissores de obtenção de produtos com custo competitivo. No entanto, CO
2 altamente eficiente conversão com alta velocidade espacial em condições amenas continua sendo um desafio.
O eletrodo de fibra oca com micro/nanoestruturas hierárquicas neste estudo é composto apenas de prata metálica (Ag) para eletroredução de CO
2 ao CO. Um eletrodo de Ag de fibra oca e poroso agindo como um CO
2 O dispersor não apenas melhora as reações de interface trifásica, mas também orienta as transferências de massa durante a eletrólise.
Resultados eletroquímicos e espectros Raman resolvidos no tempo demonstram que reações de interface trifásicas aprimoradas e transferências de massa orientadas aumentam sinergicamente a produção de CO.
Este resultado oferece novas oportunidades para aumentar as reações de interface trifásica e a cinética de transferência de massa simultaneamente. Além disso, demonstra que a fibra oca de Ag micro/nanoestruturada pode ser um eletrodo industrial ideal com excelente durabilidade, representando um avanço encorajador em CO
2 eletrorredução que pode levar a aplicações escaláveis.
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