Ilustración esquemática de un electrodo de fibra hueca para impulsar la reducción de CO2 a CO. Crédito:SARI
Un equipo de investigación dirigido por los Profs. Wei Wei y Chen Wei del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghái (SARI) de la Academia de Ciencias de China han informado sobre un electrodo de fibra hueca de plata micro/nanoestructurado jerárquico para aumentar el CO2 electrorreducción.
El electrodo reduce el CO2 a CO con CO2 conversiones superiores al 54 % a una alta velocidad espacial de 31 000 ml gcat -1 ·h -1 en condiciones ambientales, manteniendo estables las grandes densidades de corriente (~1,26 A·cm -2 ) y altas eficiencias faradaicas de CO (~93%).
Los resultados fueron publicados en Nature Communications el 2 de junio.
La conversión electroquímica de CO2 en combustibles a base de carbono y valiosas materias primas mediante electricidad renovable es una estrategia atractiva para el CO2 abatimiento y consumo de energías renovables que pueden ayudar a alcanzar el objetivo de neutralidad en carbono.
El CO es el componente clave del gas de síntesis, una mezcla de CO y H2 que se pueden convertir directamente en varios productos químicos de valor agregado a través de procesos industriales bien desarrollados, como la síntesis de Fischer-Tropsch, la síntesis de metanol, etc. Por lo tanto, el CO2 la electrorreducción a CO se considera uno de los medios más prometedores para obtener productos rentables. Sin embargo, CO2 altamente eficiente la conversión con alta velocidad espacial en condiciones suaves sigue siendo un desafío.
El electrodo de fibra hueca con micro/nanoestructuras jerárquicas en este estudio está compuesto únicamente de plata metálica (Ag) para electroreducir CO2 a CO. Tal electrodo de Ag de fibra hueca porosa que actúa como un CO2 El dispersor no solo mejora las reacciones de interfase trifásicas, sino que también guía las transferencias de masa durante la electrólisis.
Los resultados electroquímicos y los espectros Raman de operando resueltos en el tiempo demuestran que las reacciones de interfase trifásicas mejoradas y las transferencias de masa orientadas impulsan sinérgicamente la producción de CO.
Este resultado brinda nuevas oportunidades para aumentar las reacciones de interfaz trifásicas y la cinética de transferencia de masa simultáneamente. Además, demuestra que la fibra hueca de Ag micro/nanoestructurada puede ser un electrodo industrial ideal con una excelente durabilidad, lo que representa un avance alentador en CO2 electrorreducción que puede dar lugar a aplicaciones escalables. Nuevos catalizadores promueven la producción industrial de combustibles líquidos limpios a partir de gas de síntesis
