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二氧化碳电催化转化研究获进展

发布日期:2017-8-29 9:04:15 作者:黄辛 朱泰… 出处:中国科学报

本报讯(记者黄辛 见习记者朱泰来)中科院上海高研院——上海科技大学低碳能源联合实验室在电催化二氧化碳(CO2)还原转化生成甲酸和乙醇方面均取得重要进展,相关研究结果日前发表于《德国应用化学》。

现代社会消耗了大量煤、石油和天然气等化石能源,使温室气体如CO2排放量急剧增加,引起了全球气候变暖等日益严峻的环境问题。如何高效率地获得高附加值的化学品是CO2电催化转化研究中极具挑战性的热点课题。

研究人员经过不断探索,最终发现由金属钯(Pd)、锡 (Sn)组成的Pd-Sn合金催化剂具有非常优异的性能。只需施加非常低的电压,该催化剂就能够将所输入电能的99%(电流效率)用于驱动CO2转化生成甲酸。甲酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、医药、橡胶等工业领域。此项研究以CO2为原料,利用可再生电能高效率合成甲酸,显示出良好的应用前景。

该研究团队还开发出了氮掺杂的介孔碳材料用于电催化CO2转化。通过调控介孔碳的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了CO2直接转化生成乙醇。目前,优化的介孔碳催化剂,在-0.56 V 电压下电催化CO2转化生成乙醇的电流效率达到77% 。专家表示,这项研究为设计、创制高活性和高选择性生成多碳产物的电催化体系提供了新思路。

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