阴极碳化学吸附二氧化碳：为何成立？
材料科学
2022-12-07 v2
摘要
大规模应用正亟待一种最优的 CO2 捕集材料以强化 CCS 与 CCU 技术。本文提出并简要验证了一种利用带负电的碳质结构捕集气态 CO2 的新思路。由于施加电压后出现了显著的亲核相互作用碳中心，CO2 的化学吸收得以实现。因此，该碳质阴极可作为新型 CO2 吸附剂的原型。我们以小型石墨烯量子点（GQD）为模型模拟化学吸附。根据所记录的反应曲线，含 16 个碳原子的带负电 GQD 易与 CO2 分子反应并生成羧基化 GQD。相应地，该反应在水中的活化能（60 kJ/mol）与能量效应（-55 kJ/mol）在文献背景下出奇地具有竞争力。我们推测，碳质阴极作为一种可能的 CO2 化学吸附剂值得深入的实验研究。尽管我们使用 GQD 进行模拟，这些令人鼓舞的结果可外推至其他纳米碳，更重要的是，可外推至现代电化学器件中广泛使用的活性炭物种。
引用
@article{arxiv.2212.01644,
title = {Cathodic Carbon Chemically Adsorbs Carbon Dioxide: Why Is it True?},
author = {Vitaly V. Chaban and Nadezhda A. Andreeva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01644},
year = {2022}
}