从碳酸盐直接电还原二氧化碳
化学物理
2019-05-07 v1
摘要
从CO2捕集到电化学升级的CO2资源化利用过程，在捕集、升级和分离每一步都需要大量投入。在捕集-释放阶段之后进入CO2电还原阶段的气相CO2进料会造成大量CO2浪费，由于碳酸盐形成或电解质交叉，80%至95%的CO2被浪费，这增加了系统CO2管理方面的成本与能耗。本文报道了一种电解槽，其直接将CO2捕集溶液中的碳酸盐电解质升级为合成气，从而实现系统100%的碳利用率。该电解槽利用双极膜在施加电势下原位产生质子，促进碳酸盐溶液在膜-催化剂界面释放CO2。使用Ag催化剂，我们在气体出口无CO2稀释的情况下以3:1的H2与CO比例生成纯合成气，电流密度为150 mA cm-2，并实现35%的全电池能量效率。该直接碳酸盐电解池在约180 mA cm-2下连续催化运行145 h保持稳定。该工作表明，将CO2电解与CO2捕集系统直接耦合可加速迈向可行的CO2转化技术。
引用
@article{arxiv.1905.01818,
title = {Direct CO2 Electroreduction from Carbonate},
author = {Yuguang C. Li and Geonhui Lee and Tiange Yuan and Ying Wang and Dae-Hyun Nam and Ziyun Wang and F. Pelayo García de Arquer and Yanwei Lum and Cao-Thang Dinh and Oleksandr Voznyy and Edward H. Sargent},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01818},
year = {2019}
}