ACS Energy Lett.：低电压下甘油氧化和CO还原同时生成C2和C3产品

2023年10月11日下午4:09 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 3

电化学二氧化碳还原（CO₂R）生产多碳产品以化学键形式储存可再生能源，有助于取代化石化学原。然而，伴随的阳极析氧反应（OER）降低了该过程的能源效率，而没有可销售的产品。利用有机氧化反应（OOR）取代OER是一种新兴的策略，可以降低整个电池电位，并在电池两侧产生有价值的产物。

近日，加拿大多伦多大学David Sinton（通讯作者）等人报道了一氧化碳（CO）还原，以避免碳酸盐的形成并受益于有利于OOR的高碱性阳极条件。

在文中，作者开发了CO和甘油的共电解，以减少C₂阴极产品所需的能量，同时生产第二批具有较大市场规模的有价值的C₃产品。

为了克服高速OOR的动力学限制，作者开发了一种分级亲水性纳米结构催化剂，其可以加速电荷和亲水性有机反应物的转移。

当电流密度为180 mA cm^-2时，在全电池电位为1.34 V下实现了有价值的C₂和C₃产品流的高速协同生产，其中阴极C₂₊产品流（71%FE）和阳极C₃产品流（75%FE）。

该集成系统将CO转化为C₂H₄的能量需求降低55%（至约72 GJ/ton C₂H₄），将CO₂生产乙烯的预计能量成本减半。

Glycerol Oxidation Pairs with Carbon Monoxide Reduction for Low-Voltage Generation of C₂ and C₃ Product Streams. ACS Energy Lett., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01639.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01639.

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