Электрокаталитическое восстановление CO2 путем обогащения реагентов и промежуточных продуктов.

1 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Чэнь На, Китайская академия наук

Использование электрокаталитического восстановления углекислого газа для производства многоуглеродных топлив с высокой добавленной стоимостью (этилена, этанола, уксусной кислоты, н-пропанола) затруднено из-за низких показателей селективности и конверсии, а его характеристики пока не отвечают требованиям промышленного производства. .

Важным ограничением для развития этой технологии является низкая растворимость и коэффициент диффузии диоксида углерода в водной фазе, а также легкость, с которой диоксид углерода реагирует с гидроксидом в водном растворе с образованием карбонатов. Это приводит к низким концентрациям диоксида углерода и промежуточных продуктов вблизи каталитического центра, что серьезно ограничивает превращение диоксида углерода в многоуглеродные продукты.

Существующие исследования показали, что обогащение молекул CO2 и углеродсодержащих интермедиатов вблизи каталитического центра может увеличить процент активированных молекул на единицу объема и усилить эффективное столкновение между молекулами, что может ускорить скорость реакции и улучшить селективность. преобразования CO2 в многоуглеродные продукты.

Исследовательская группа под руководством профессора Гао Минжуя из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук опубликовала обзорную статью под названием «Обогащение реагентов и промежуточных продуктов для электрокаталитического восстановления CO2» в журнале Chemical Society Reviews.

Исследователи систематически обобщили стратегии обогащения в реакции восстановления CO2 с точки зрения структуры и свойств молекул CO2, конструкции катализатора, реконфигурации катализатора, локального регулирования микросреды, регулирования электролита и оптимизации электролизного устройства, а также углубленно проанализировали механизмы действия реагентов. и обогащение промежуточными продуктами при различных стратегиях от макроскопического до микроскопического уровня. Наконец, они предсказали проблемы, связанные с эффектом обогащения, в продвижении сокращения выбросов CO2, а также в его будущем развитии.

Больше информации: Пэн-Пэн Ян и др., Обогащение реагентов и промежуточных продуктов для электрокаталитического восстановления CO2, Обзоры химического общества (2023). DOI: 10.1039/D2CS00849A

Информация журнала:Обзоры химического общества

Предоставлено Китайской академией наук