日前，從中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲悉，該所包信和院士、汪國雄研究員、高敦峰研究員團(tuán)隊在二氧化碳/一氧化碳電解制備燃料和化學(xué)品研究中取得新進(jìn)展，可實現(xiàn)鋼廠尾氣或者化工尾氣的高值化利用，為二氧化碳/一氧化碳電解技術(shù)從實驗室到實際應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然-納米技術(shù)》上。
通過利用可再生能源產(chǎn)生的電能使二氧化碳電解，從而生成高附加值燃料和化學(xué)品——乙烯、乙酸和乙醇等多碳產(chǎn)物具有較高的能量密度和市場需求，是理想的電解產(chǎn)物。然而，在工業(yè)級電流密度下，高選擇性生成多碳產(chǎn)物仍然存在很大挑戰(zhàn)。
在這項研究中，團(tuán)隊揭示了堿性膜電解器中二氧化碳/一氧化碳電催化還原反應(yīng)覆蓋度驅(qū)動的選擇性變化機制，并基于鋼鐵工業(yè)排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合尾氣這一現(xiàn)狀，通過改變進(jìn)料氣組成來調(diào)變堿性膜電解器陰極氧化銅催化劑的微環(huán)境，實現(xiàn)了在工業(yè)級電流密度下高效二氧化碳/一氧化碳電解制備多碳產(chǎn)物。隨著進(jìn)料氣中一氧化碳壓力的增加，電解主產(chǎn)物逐漸由乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，且電流密度顯著增加。為進(jìn)一步驗證電解過程的可行性，團(tuán)隊還組裝出千瓦級電堆，其電解性能是目前文獻(xiàn)報道最高值。
“團(tuán)隊在電化學(xué)器件上進(jìn)行了創(chuàng)新，研制了高性能堿性膜電解器件來電解二氧化碳/一氧化碳。同時，通過改變反應(yīng)氣中一氧化碳分壓來調(diào)控電極催化劑微環(huán)境，揭示了反應(yīng)覆蓋度驅(qū)動的選擇性轉(zhuǎn)變機制?！蓖魢劢榻B：“接下來，將進(jìn)一步開展放大研究，研制大規(guī)模的堿性膜電堆和系統(tǒng)，提高在實際工況下的穩(wěn)定性，實現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的示范運行?！?/span>
來源：煤化工期刊
