日前，從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，該所包信和院士、汪國雄研究員、高敦峰研究員團隊在二氧化碳/一氧化碳電解制備燃料和化學品研究中取得新進展，可實現(xiàn)鋼廠尾氣或者化工尾氣的高值化利用，為二氧化碳/一氧化碳電解技術從實驗室到實際應用提供了技術基礎。相關成果發(fā)表在國際頂級學術期刊《自然-納米技術》上。
通過利用可再生能源產(chǎn)生的電能使二氧化碳電解，從而生成高附加值燃料和化學品——乙烯、乙酸和乙醇等多碳產(chǎn)物具有較高的能量密度和市場需求，是理想的電解產(chǎn)物。然而，在工業(yè)級電流密度下，高選擇性生成多碳產(chǎn)物仍然存在很大挑戰(zhàn)。
在這項研究中，團隊揭示了堿性膜電解器中二氧化碳/一氧化碳電催化還原反應覆蓋度驅(qū)動的選擇性變化機制，并基于鋼鐵工業(yè)排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合尾氣這一現(xiàn)狀，通過改變進料氣組成來調(diào)變堿性膜電解器陰極氧化銅催化劑的微環(huán)境，實現(xiàn)了在工業(yè)級電流密度下高效二氧化碳/一氧化碳電解制備多碳產(chǎn)物。隨著進料氣中一氧化碳壓力的增加，電解主產(chǎn)物逐漸由乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，且電流密度顯著增加。為進一步驗證電解過程的可行性，團隊還組裝出千瓦級電堆，其電解性能是目前文獻報道最高值。
“團隊在電化學器件上進行了創(chuàng)新，研制了高性能堿性膜電解器件來電解二氧化碳/一氧化碳。同時，通過改變反應氣中一氧化碳分壓來調(diào)控電極催化劑微環(huán)境，揭示了反應覆蓋度驅(qū)動的選擇性轉(zhuǎn)變機制?！蓖魢劢榻B：“接下來，將進一步開展放大研究，研制大規(guī)模的堿性膜電堆和系統(tǒng)，提高在實際工況下的穩(wěn)定性，實現(xiàn)在工業(yè)領域的示范運行?！?/span>
來源：煤化工期刊
