催化剂迅速把二氧化碳变成简单的化学物质破坏活动记录

一个新的催化剂是有史以来最快的报道时将二氧化碳转化为简单的化学原料。关键这个效率高是一种聚合物涂层,使更好的运输二氧化碳电极表面。

二氧化碳电解提供了一种温室气体转化为有用的产品,如燃料和化学原料。这是一个迅速发展的领域与科学家,旨在推动技术对商业用途,希望它可以减少我们对化石燃料的依赖。

最重要的目标对二氧化碳电解还原研究人员创建高度活跃的催化剂,将二氧化碳转换成其他产品尽可能快速高效地。这是至关重要的,如果这个过程成为实际的大规模使用。

现在,加拿大和美国的研究人员使用一种特殊ion-transporting聚合物涂层,称为离子交联聚合物,大幅增加electrocatalyst的活动和生产有用的化学物质,如乙烯和乙醇从二氧化碳。

我们发现的一个限制二氧化碳电化学的方式变换是二氧化碳的反应量非常有限,电子和水——需要作为质子来源——见面,”多伦多大学的研究人员说皮雷约加西亚de Arquer,他领导了这一项目。为了解决这个问题,加西亚de Arquer和他的同事们转向了另一个材料广泛应用于燃料电池的导电性能,在离子交联聚合物电解质。

电解质是两亲性,也就是说它既有亲水和疏水基团。时沉积表面的铜催化剂需要与不同的疏水性和亲水性区域分层排列。二氧化碳可以通过疏水领域比它可以穿过水电解质,例如,”加西亚de Arquer解释道。的阻力减少二氧化碳运输,所以二氧化碳可以达到更多的反应网站在催化剂表面,使转换速度更快的速度。”与此同时,亲水使水吸收层和离子运输。

电解质层创建一个层称为催化剂:离聚物平面异质结(CIPH)。气体的CIPH结构扩展接口,离子和电子满足从几十纳米催化剂表面,到几个微米。这使得催化剂来实现更高的电流密度。

“三年前,二氧化碳的电流密度电解还原在几十毫安每厘米的范围²我们演示操作,现在在这工作电流超过1 /厘米²说,项目的副主管曹Thang Dinh,他现在是金斯顿皇后大学,安大略省。现在我们兴奋,因为这些褶皱的政权其他更成熟的技术,比如水电解槽或燃料电池。”

CIPH概念真的显示出关键electrode-electrolyte接口是实现二氧化碳电解电流密度高,”说冯娇,研究二氧化碳在特拉华大学的电解还原,我们。通过实现电流密度大于1 a /厘米²,这个工作代表一个商业二氧化碳电解系统的关键一步。”

在实现高电流密度,多伦多团队正在寻找提高电解槽技术在许多不同的方面,加西亚de Arquer解释道。的一个非常重要的方面是我们需要提高系统的稳定性,现在稳定了数万小时,但这仍然是远离工业所需的稳定的基准,数千小时,”他说。该组织还致力于他们的研究结果应用于催化剂,可以产生更复杂的和有价值的化工产品,和进一步发展的方法来减少所需的能量输入系统。