반응물 및 중간체 농축을 통한 전기촉매 CO2 감소

2023년 8월 1일

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중국과학원 천나(Chen Na)

고부가가치 다중탄소 연료(에틸렌, 에탄올, 아세트산, n-프로판올) 생산을 위한 전기촉매 이산화탄소 환원 기술의 사용은 낮은 선택성과 전환율로 인해 어려움을 겪고 있으며 그 성능은 아직 산업 생산 요구 사항을 충족하지 못합니다. .

이 기술 개발의 중요한 제약은 수용액상에서 이산화탄소의 낮은 용해도 및 확산 계수와 이산화탄소가 수용액에서 수산화물과 반응하여 탄산염을 형성하는 용이성입니다. 이로 인해 촉매 부위 근처의 이산화탄소와 중간체 농도가 낮아져 이산화탄소가 다중탄소 생성물로 전환되는 것이 심각하게 제한됩니다.

기존 연구에 따르면 촉매 부위 근처에서 CO2 분자와 탄소 기반 중간체를 농축하면 단위 부피당 활성화된 분자의 비율을 높이고 분자 간의 효과적인 충돌을 향상시켜 반응 속도를 가속화하고 선택성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. CO2를 다중탄소 생성물로 전환시키는 것.

중국과학원 산하 중국과기대(USTC) 가오민루이 교수가 이끄는 연구팀은 화학학회 리뷰(Chemical Society Reviews)에 "전기촉매 CO2 환원을 위한 반응물 및 중간체 강화"라는 제목의 리뷰 논문을 게재했습니다.

연구진은 CO2 환원 반응의 농축 전략을 CO2 분자의 구조 및 특성, 촉매 설계, 촉매 재구성, 국지적 미세 환경 조절, 전해질 조절 및 전기분해 장치 최적화 측면에서 체계적으로 요약하고, 반응물의 메커니즘을 심층적으로 분석했습니다. 거시적 수준에서 미시적 수준까지 다양한 전략으로 중간체 농축. 마지막으로 CO2 저감 촉진과 향후 발전에 있어서 농축효과의 과제를 예측하였다.

추가 정보: Peng-Peng Yang 외, 전기촉매 CO2 환원을 위한 반응물 및 중간체 강화, Chemical Society Reviews(2023). DOI: 10.1039/D2CS00849A

저널 정보:화학 학회 리뷰

중국과학원 제공